2022.11.27

1、二分查找(leetcode[704,278,35])

---

二分算法思想就是设左右指针，慢慢向中间逼近，最后返回中间符合题意的部分。使用二分查找时要格外注意细节，比如while循环中判断语句，mid是否需要加减一。

注意要防止left+right相加过大导致（left+right）/2 溢出，一般可以使用left+(right-left)/2.

---

搜索一个元素情况---leetcode第704题 704. 二分查找 。

题目：给定一个 n 个元素有序的（升序）整型数组 nums 和一个目标值 target  ，写一个函数搜索 nums 中的 target，如果目标值存在返回下标，否则返回 -1。

首先这个题区间为[left,right]，也就是两端闭。也就是代码停止条件为left==right+1时。代入具体数字[3,2]可以看出，没有数大于3并且小于2，因此是合理的。如果判断条件为，代入具体数字[2,2]可以看出，如果在这种情况下停止代码就会漏掉2。本题中mid加减一主要是因为区间是闭合的，我们已经知道此时mid不是题中想要的解，因此接下来就不需要再进行判断。

class Solution:
    def search(self, nums: List[int], target: int) -> int:
        left = 0
        right = len(nums)-1
        mid = left+(right-left)//2
        while(left<=right):
            if nums[mid]==target:
                return mid
            elif nums[mid]>target:
                right = mid-1
                mid = left+(right-left)//2
            else:
                left = mid+1
                mid = left+(right-left)//2
        return -1

搜索边界时，口号中如果比较复杂难记，可以改成和第一题中相同模型，记得额外考虑边界。

搜索左边界--第一个错误的版本（278）  搜索插入位置（35结合）

class Solution:
    def search(self, nums: List[int], target: int) -> int:
        if len(nums)==0:
            return -1
        left = 0
        right = len(nums)-1
        mid = left+（right-left)//2
        while(left<=right):
            if nums[mid]==target:
                right = mid-1  # 向左收缩
            elif nums[mid]>target:
                right = mid-1
            else:
                left = mid+1
            mid = left+（right-left)//2
        if left>=len(nums) or nums[left]!=target:
            return -1
        return left

增加判断条件是因为防止如下图所示超出边界（为啥第一个不用？？） 

 搜索右边界

class Solution:
    def search(self, nums: List[int], target: int) -> int:
        if len(nums)==0:
            return -1
        left = 0
        right = len(nums)-1
        mid = left+（right-left)//2
        while(left<=right):
            if nums[mid]==target:
                left = mid+1  # 向右收缩
            elif nums[mid]>target:
                right = mid-1
            else:
                left = mid+1
            mid = left+（right-left)//2
        if right<0 or nums[right]!=target:
            return -1
        return right

2、双指针(leetcode[977,283,167,344,876,19])

设置左右指针

leetcode977--有序数组的平方

题目：给你一个按 非递减顺序 排序的整数数组 nums，返回 每个数字的平方 组成的新数组，要求也按 非递减顺序 排序。

class Solution:
    def sortedSquares(self, nums: List[int]) -> List[int]:
        n = len(nums)
        result = [-1]*n
        i,j,pos = 0,n-1,n-1
        while(i<=j):
            if nums[i]*nums[i]>nums[j]*nums[j]:
                result[pos] = nums[i]*nums[i]
                i += 1
            else:
                result[pos] = nums[j]*nums[j]
                j -= 1
            pos -= 1
        return result

这个题的关键在于无论是正数还是负数，最大值的平方一定出现在左右两端，比如：

[1,2,3,4,5]----最大值平方25（右端点）

[-5,-4,-3,-2,-1]----最大值平方25（左端点）

[-5,-4,0,3,2]---最大值平方25（左端点）

因此只需要比较每次左右边界平方大小，将大的放到数组最尾端即可。

leetcode977---移动零

题目：给定一个数组 nums，编写一个函数将所有 0 移动到数组的末尾，同时保持非零元素的相对顺序。请注意 ，必须在不复制数组的情况下原地对数组进行操作。

class Solution:
    def moveZeroes(self, nums: List[int]) -> None:
        """
        Do not return anything, modify nums in-place instead.
        """
        left = right =0
        while(right

left指向的是已经处理好的序列的最右端，right指向的是未处理序列的最左端。右指针不断向右移动，每次右指针指向非零数，则将左右指针对应的数交换【也可以直接覆盖，最后用for循环对left及以后的赋值为0】，同时左指针右移。

leetcode167---两数之和 II - 输入有序数组

题目：给你一个下标从 1 开始的整数数组 numbers ，该数组已按 非递减顺序排列  ，请你从数组中找出满足相加之和等于目标数 target 的两个数

class Solution:
    def twoSum(self, numbers: List[int], target: int) -> List[int]:
        i = 0
        j = len(numbers)-1
        while (i

初始时两个指针分别指向第一个元素位置和最后一个元素的位置。每次计算两个指针指向的两个元素之和，并和目标值比较。如果两个元素之和等于目标值，则发现了唯一解。如果两个元素之和小于目标值，则将左侧指针右移一位。如果两个元素之和大于目标值，则将右侧指针左移一位。移动指针之后，重复上述操作，直到找到答案。 这个题也可以用二分法【固定一个值，在剩余区间里找target-固定的值】。

leetcode344--反转字符串

题目：编写一个函数，其作用是将输入的字符串反转过来。输入字符串以字符数组 s 的形式给出。不要给另外的数组分配额外的空间，你必须原地修改输入数组、使用 O(1) 的额外空间解决这一问题。

class Solution:
    def reverseString(self, s: List[str]) -> None:
        """
        Do not return anything, modify s in-place instead.
        """
        left = 0
        right = len(s)-1
        while(left

 leetcode876--链表的中间结点

题目：给定一个头结点为 head 的非空单链表，返回链表的中间结点。如果有两个中间结点，则返回第二个中间结点。

class Solution:
    def middleNode(self, head: Optional[ListNode]) -> Optional[ListNode]:
        slow = head
        fast = head
        while(fast and fast.next):
            slow = slow.next
            fast = fast.next.next
        return slow

 经典链表快慢指针，慢指针走一步，快指针走两步。快指针走到最后时，慢指针走到一半。

 leetcode19-- 

题目：给你一个链表，删除链表的倒数第 n 个结点，并且返回链表的头结点。

class Solution:
    def removeNthFromEnd(self, head: Optional[ListNode], n: int) -> Optional[ListNode]:
        dummy = ListNode(0, head)
        slow = dummy
        fast = head
        for i in range(n):
            fast = fast.next
        while(fast):
            slow = slow.next
            fast = fast.next
        slow.next = slow.next.next
        return dummy.next

 整体思路是让前面的指针先移动n步，之后前后指针共同移动直到前面的指针到尾部为止。这里注意链表常用技巧，设置哑节点dummy【不用特意考虑头节点】

3、其他题 

189. 轮转数组 

题目：给你一个数组，将数组中的元素向右轮转 k 个位置，其中 k 是非负数。

class Solution:
    def rotate(self, nums: List[int], k: int) -> None:
        """
        Do not return anything, modify nums in-place instead.
        """
        for i in range(k):
            nums.insert(0, nums.pop())
        return nums

先把最后面数字弹出来再插入到数组第一个位置

557. 反转字符串中的单词 III

题目：给定一个字符串 s ，你需要反转字符串中每个单词的字符顺序，同时仍保留空格和单词的初始顺序。

class Solution:
    def reverseWords(self, s: str) -> str:
        words = s.split(" ")
        result = ""
        for i in words:
            result += i[::-1]  # 从前到后，步长为-1----从后到前
            result += " "
        result = result[:-1]
        return result

 使用split函数先将每个单词分开然后对每个单独单词进行操作。最后一步result = result[:-1]是因为前面循环中多加了一个空格