LeetCode算法小抄--数组各种花式遍历技巧

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花式遍历技巧

热身题[谷歌]

给你一个包含若干单词和空格的字符串 s，请你写一个算法，原地反转所有单词的顺序

比如说，给你输入这样一个字符串：

s = "hello world"

你的算法需要原地反转这个字符串中的单词顺序：

s = "world hello"

常规的方式是把 s 按空格 split 成若干单词，然后 reverse 这些单词的顺序，最后把这些单词 join 成句子。但这种方式使用了额外的空间，并不是「原地反转」单词。

正确的做法是，先将整个字符串 s 反转：

s = "dlrow olleh"

然后将每个单词分别反转：

s = "world hello"

151. 反转字符串中的单词

给你一个字符串 s ，请你反转字符串中 单词 的顺序。

单词 是由非空格字符组成的字符串。s 中使用至少一个空格将字符串中的 单词 分隔开。

返回 单词 顺序颠倒且 单词 之间用单个空格连接的结果字符串。

注意： 输入字符串 s中可能会存在前导空格、尾随空格或者单词间的多个空格。返回的结果字符串中，单词间应当仅用单个空格分隔，且不包含任何额外的空格。

思路一: 使用 split和reverse

class Solution {
    public String reverseWords(String s) {
        String[] words = s.trim().split(" +");
        Collections.reverse(Arrays.asList(words));
        return String.join(" ", words);
    }
}

思路二：

class Solution {
    public String reverseWords(String s) {
        if(s == null) return null;
        char[] s_arr = s.toCharArray();
        int n = s_arr.length;
        // 翻转这个数组
        reverse(s_arr, 0, n -1);
        // 翻转每个单词
        word_reverse(s_arr, n);
        // 去除多余空格
        return clean_space(s_arr, n);
    }
    private void reverse(char[] s_arr, int i, int j){
        while(i < j){
            char t = s_arr[i];
            s_arr[i++] = s_arr[j];
            s_arr[j--] = t;
        }
    }
    private void word_reverse(char[] s_arr, int n){
        int i = 0, j = 0;
        while(j < n){
            // 找到第一个首字母
            while(i < n && s_arr[i] == ' ') i++;
            j = i;
            // 末位置
            while(j < n && s_arr[j] != ' ') j++;
            reverse(s_arr, i, j -1);
            i = j;
        }
    }
    private String clean_space(char[] s_arr, int n){
        int i = 0;
        int j = 0;
        while (j < n) {
            while (j < n && s_arr[j] == ' ') j++;
            while (j < n && s_arr[j] != ' ') s_arr[i++] = s_arr[j++];
            while (j < n && s_arr[j] == ' ') j++;
            if (j < n) s_arr[i++] = ' ';
        }
        return new String(s_arr).substring(0, i);
    }
}

48. 旋转图像[经典笔试题]

给定一个 n × n 的二维矩阵 matrix 表示一个图像。请你将图像顺时针旋转 90 度。

你必须在 原地 旋转图像，这意味着你需要直接修改输入的二维矩阵。请不要 使用另一个矩阵来旋转图像。

class Solution {
    // 将二维矩阵原地顺时针旋转 90 度
    public void rotate(int[][] matrix) {
        int n = matrix.length;
        // 先沿对角线镜像对称二维矩阵
        for(int i = 0; i < n; i++){
            for(int j = i; j < n; j++){
                int temp = matrix[i][j];
                matrix[i][j] = matrix[j][i];
                matrix[j][i] = temp;
            }
        }
        // 然后反转二维矩阵的每一行
        for(int[] row : matrix){
            reverse(row);
        }
    }
    private void reverse(int[] arr){
        int i = 0, j = arr.length - 1;
        while(j > i){
            // swap(arr[i], arr[j]);
            int t = arr[i];
            arr[i] = arr[j];
            arr[j] = t;
            i++;
            j--;
        }
    }
}

如何将矩阵逆时针旋转 90 度呢？

class Solution {
    // 将二维矩阵原地逆时针旋转 90 度
    public void rotate(int[][] matrix) {
        int n = matrix.length;
          // 沿左下到右上的对角线镜像对称二维矩阵
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            for (int j = 0; j < n - i; j++) {
                // swap(matrix[i][j], matrix[n-j-1][n-i-1])
                int temp = matrix[i][j];
                matrix[i][j] = matrix[n - j - 1][n - i - 1];
                matrix[n - j - 1][n - i - 1] = temp;
            }
        }
        // 然后反转二维矩阵的每一行
        for(int[] row : matrix){
            reverse(row);
        }
    }
    private void reverse(int[] arr){
        int i = 0, j = arr.length - 1;
        while(j > i){
            // swap(arr[i], arr[j]);
            int t = arr[i];
            arr[i] = arr[j];
            arr[j] = t;
            i++;
            j--;
        }
    }
}

54. 螺旋矩阵

给你一个 m 行 n 列的矩阵 matrix ，请按照 顺时针螺旋顺序 ，返回矩阵中的所有元素。

随着螺旋遍历，相应的边界会收缩，直到螺旋遍历完整个数组：

class Solution {
    public List<Integer> spiralOrder(int[][] matrix) {
    int m = matrix.length, n = matrix[0].length;
    int upper_bound = 0, lower_bound = m - 1;
    int left_bound = 0, right_bound = n - 1;
    List<Integer> res = new LinkedList<>();
    // res.size() == m * n 则遍历完整个数组
    while(res.size() < m * n){
        if(upper_bound <= lower_bound){
            // 在顶部从左向右遍历
            for(int j = left_bound; j <= right_bound; j++){
                res.add(matrix[upper_bound][j]);
            }
            // 上边界下移
            upper_bound++;
        }
        if(left_bound <= right_bound){
            // 在右侧从上向下遍历
            for(int i = upper_bound; i <= lower_bound; i++){
                res.add(matrix[i][right_bound]);
            }
            // 右边界左移
            right_bound--;
        }
        if(upper_bound <= lower_bound){
            // 在底部从右向左遍历
            for(int j = right_bound; j>= left_bound; j--){
                res.add(matrix[lower_bound][j]);
            }
             // 下边界上移
            lower_bound--;
        }
        if(left_bound <= right_bound){
            // 在左侧从下向上遍历
            for(int i = lower_bound; i >= upper_bound ;i--){
                res.add(matrix[i][left_bound]);
            }
            // 左边界右移
            left_bound++;
        }
    }
    return res;
    }
}

59. 螺旋矩阵 II

给你一个正整数 n ，生成一个包含 1 到 n^2 所有元素，且元素按顺时针顺序螺旋排列的 n x n 正方形矩阵 matrix 。

import java.util.Scanner;

class Solution {
    public int[][] generateMatrix(int n) {
    int[][] matrix = new int[n][n];
    int upper_bound = 0, lower_bound = n - 1;
    int left_bound = 0, right_bound = n - 1;
    // 需要填入矩阵的数字
    int num = 1;
    while(num <= n * n){
        if(upper_bound <= lower_bound){
            // 在顶部从左向右遍历
            for(int j = left_bound; j <= right_bound; j++){
                matrix[upper_bound][j] = num++;
            }
            // 上边界下移
            upper_bound++;
        }
        if(left_bound <= right_bound){
            // 在右侧从上向下遍历
            for(int i = upper_bound; i <= lower_bound; i++){
                matrix[i][right_bound] = num++;
            }
            // 右边界左移
            right_bound--;
        }
        if(upper_bound <= lower_bound){
            // 在底部从右向左遍历
            for(int j = right_bound; j>= left_bound; j--){
                matrix[lower_bound][j] = num++;
            }
             // 下边界上移
            lower_bound--;
        }
        if(left_bound <= right_bound){
            // 在左侧从下向上遍历
            for(int i = lower_bound; i >= upper_bound ;i--){
                matrix[i][left_bound] = num++;
            }
            // 左边界右移
            left_bound++;
        }
    }
    return matrix;   
    }
}

–end–