左神数据结构与算法(中级提升)——03

题目二十一：接雨水问题(看当前i位置情况)

给定一个数组arr，已知其中所有的值都是非负的，将这个数组看作一个容器，请返回容器能装多少水。

eg：arr=[3,1,2,5,2,4]，根据值画出的直方图就是容器形状，该容器可以装下5格水

eg：arr=[4,5,1,3,2]，该容器可以装下2格水

看当前i位置和左侧的最大值以及右侧最大值之间的比较，左右两侧同时进行

package class04;

/**
 * 给定一个数组arr，已知其中所有的值都是非负的，将这个数组看作一个容器，请返回容器能装多少水。
 * eg：arr=[3,1,2,5,2,4]，根据值画出的直方图就是容器形状，该容器可以装下5格水
 * eg：arr=[4,5,1,3,2]，该容器可以装下2格水
 */
public class Code05_RainWaterProblrm {

    //看i位置的左侧最大值，右侧最大值，判断其可以接多少雨水
    //左右两边同时进行判断，那边的最大值小，进行那边的判断
    public int getMaxRain(int[] arr){  //arr中元素均是非负的
        if(arr == null || arr.length < 3){
            return 0;
        }
        //arr[0] 和 arr[arr.length - 1]位置是没有办法接雨水的，直接略过即可
        int maxLeft = arr[0];
        int maxRight = arr[arr.length - 1];
        int left = 1;
        int right = arr.length - 2;
        int rainAll = 0;  //记录雨水的总量
        while (left <= right){
            if(maxLeft >= maxRight){  //右边的最大值小，先进行右边的判断
                rainAll += Math.max(maxRight - arr[right],0);
                maxRight = Math.max(maxRight,arr[right]);
                right--;
            }else { //左边的最大值小，先判断左边
                rainAll += Math.max(maxLeft - arr[left],0);
                maxLeft = Math.max(maxLeft,arr[left]);
                left++;
            }
        }
        return rainAll;
    }
}

题目二十二：数组左右两侧最大值差值(归结到0，n-1位置)

给定一个数组arr长度为N，你可以把任意长度大于0且小于N的前缀作为左部分，剩下的作为右部分。但是每种划分下都有左部分的最大值和右部分的最大值，请返回最大的，左部分最大值减去右部分最大值的绝对值。

package class04;

public class Code06_MaxArrayLeftRightSub {

    //先找出数组的最大值，在判断左边第一个和右边第一个的差值即可
    public int getSubMaxLeftRight(int[] arr){
        if(arr == null || arr.length == 0){
            return -1;
        }
        int max = Integer.MIN_VALUE;
        for(int i : arr){
            max = Math.max(max,i);
        }
        //当最大值包含在左侧时，需要找到右侧相对较小的最大值，而右侧一定会包含arr[arr.length - 1]
        // 当右侧最后一个数为右侧最大值时，右侧怎么变化，左右两侧最大值差值也是 max - arr[arr.length - 1]
        // 当右侧最后一个数不是右侧最大值时，那么左右两个的最大差值会变小，是不会取到的
        // 同理，最大值包含在右侧，只需要找左侧相对较小的最大值，而arr[0]是一定包含的
        // 因此，最后只需要判断arr[0] 和 arr[arr.length - 1]两个数的大小，再返回即可
        return arr[0] > arr[arr.length - 1] ? max - arr[arr.length - 1] : max - arr[0];
    }
}

题目二十三：旋转词(KMP算法)

如果一个字符串为str，把字符串str前面任意的部分挪到后面形成的字符串叫作str的旋转词。比如str=”12345”，str的旋转词有”12345”、”23451”、”34512”、”45123”和”51234”。给定两个字符串a和b，请判断a和b是否互为旋转词。

eg:a=”cdab”,b=”abcd” ，返回true

a=”1ab2”,b=”ab12” ，返回false

a=”2ab1”,b=”ab12” ，返回true

先判断两个字符串长度是否相等，不相等，直接返回false

相等，先生成a+a，再判断b是不是a+a的字串，是返回true。

package class04;

/**
 * 如果一个字符串为str，把字符串str前面任意的部分挪到后面形成的字符串叫作str的旋转词。
 * 比如str=”12345”，str的旋转词有”12345”、”23451”、”34512”、”45123”和”51234”。
 * 给定两个字符串a和b，请判断a和b是否互为旋转词。
 * eg:a=”cdab”,b=”abcd” ，返回true
 * a=”1ab2”,b=”ab12” ，返回false
 * a=”2ab1”,b=”ab12” ，返回true
 */
public class Code07_RotatingWord {

    public boolean isRotatingWord(String str1,String str2){
        if(str1 == null && str2 == null){
            return true;
        }
        if((str1 == null && str2 != null) || (str1 != null && str2 == null)
                || str1.length() != str2.length()){ //长度不同，肯定不互为旋转词
            return false;
        }
        //生成str1+str1，判断str2是不是str1+str1的字串(通过KMP算法加速)
        //是字串，那么就互为旋转词，不是字串，就不互为旋转词
        String str = str1 + str1;
        return isSubString(str,str2);
    }

    //str1和str2均不是null
    //判断str2是不是str1的子串
    public boolean isSubString(String str1,String str2){
        int[] next = getStr2Next(str2);  //获得str2的next数组
        char[] char1 = str1.toCharArray();
        char[] char2 = str2.toCharArray();
        int i1 = 0;
        int i2 = 0;
        while(i1 < char1.length && i2 < char2.length){
            if(char1[i1] == char2[i2]){
                i1++;
                i2++;
            }else if(i2 == 0){ //next[i2] == -1; //判断子字符串的判断是否回到了第一个元素，无法再往前跳了
                //当子字符串回到第一个元素，说明当前str1中判断的元素已经不满足，要后移再继续判断
                i1++;
            }else {
                i2 = next[i2];
            }
        }
        return i2 == str2.length() ? true : false;
    }

    //获得最大相同字符串下标位置的数组
    public int[] getStr2Next(String str){
        char[] chars = str.toCharArray();
        int N = chars.length;
        int[] next = new int[N];
        //前两个位置认为规定，0位置前面没有为-1，1位置值是0，字符相同也是0，不相同也回到起始位置0
        next[0] = -1;
        next[1] = 0;
        int i = 2;
        int j = next[i - 1];
        for (;i < chars.length;i++){
            if (chars[i - 1] == chars[j]){
                next[i] = ++j;
            }else if(j > 0) {
                j = next[j];
            }else {
                next[i] = 0;
            }
        }
        return next;
    }
}

题目二十四：咖啡杯问题

给一个数组arr=[3,2,7]，数组中每个元素代表对应咖啡机的工作效率（冲咖啡的时间），咖啡机每次只能冲一杯咖啡。N代表要喝咖啡的人，喝咖啡时间为0，a代表只有一台洗咖啡杯的机器，每次只能洗一杯，时间为a。b表示咖啡杯不洗，自然挥发也能变干净的时间。

问：这些人从冲咖啡到最后一个咖啡杯干净，至少需要多少时间？

package class04;

import org.junit.Test;

import java.util.Arrays;
import java.util.Comparator;
import java.util.PriorityQueue;

/**
 * 1.现根据arr求出n个人每个人拿到咖啡的最少时间 drink
 * 2.根据每个人拿到咖啡的时间，求出用咖啡机还是自然干的时间
 */
public class Code08_CofferMakerProblems {

    //通过小根堆的方式，求出每个人拿到咖啡的时间
    public class CofferMaker{
        public int timePoint;
        public int workTime;

        public CofferMaker(int timePoint,int workTime){
            this.timePoint = timePoint;
            this.workTime = workTime;
        }
    }

    public class CofferMakerComparator implements Comparator {
        @Override
        public int compare(CofferMaker o1, CofferMaker o2) {
            return (o1.timePoint + o1.workTime) - (o2.timePoint + o2.workTime);
        }
    }

    //arr 咖啡机工作时间，N 多少个人喝咖啡
    public int[] getPeopleDrinkTime(int[] arr,int N){
        int[] drink = new int[N];
        PriorityQueue priorityQueue = new PriorityQueue<>(new CofferMakerComparator());
        //先把这些机器加入小根堆，开始工作的初始时间都是0，工作时长为数组中的数值
        for(int i : arr){
            priorityQueue.add(new CofferMaker(0,i));
        }
        //开始获取每个人得到咖啡的时间
        for (int i = 0;i < drink.length;i++){
            CofferMaker cur = priorityQueue.poll();
            System.out.println(cur.timePoint + " : " + cur.workTime);
            drink[i] = cur.workTime + cur.timePoint;
            priorityQueue.add(new CofferMaker(drink[i],cur.workTime));
        }
        return drink;
    }

    /**
     *  根据获得每个人得到的咖啡时间，从左到右，是用咖啡机洗还是自然干，获得最小的时间
     * @param drink  每个人拿到咖啡的时间
     * @param a  洗咖啡杯洗一杯的时间
     * @param b  咖啡杯自然干的时间
     * @param index  当前的咖啡杯是要洗还是要自然干
     * @param washLine  洗咖啡杯能够洗的时间（若正在洗，则不能工作）
     * @return
     */
    public int process(int[] drink,int a,int b,int index,int washLine){
        if(index == drink.length - 1){
            // Math.max(washLine,drink[index])
            // 洗咖啡杯机器可以洗杯子的时间需要已经获得咖啡 ； 而获得咖啡需要判断洗咖啡杯的机器能不能给洗
            return Math.min(Math.max(washLine,drink[index]) + a,drink[index] + b);
        }
        //当前咖啡杯选择洗咖啡杯机器洗，洗咖啡杯的洗完时间
        int wash = Math.max(washLine,drink[index]) + a;
        //洗完剩下的被子的时间
        int next1 = process(drink,a,b,index + 1,wash);
        //当前杯子洗完的时间和剩下杯子洗碗的时间取最大
        int p1 = Math.max(wash,next1);
        //当前咖啡杯选择自然干
        int dry = drink[index] + b;
        int next2 = process(drink,a,b,index + 1,washLine);
        int p2 = Math.max(dry,next2);
        return Math.min(p1,p2);  //返回用机器洗和自然干的最小时间
    }

    //获得这些人从冲咖啡到最后一个咖啡杯干净，至少需要多少时间？
    public int minCofferTimes(int[] arr,int N,int a,int b){
        int[] drink = getPeopleDrinkTime(arr,N);
        return process(drink,a,b,0,0);
    }
}

题目二十五：数组任意相邻两个数乘积为4的倍数

给定一个数组arr，如果通过调整可以做到arr中任意两个相邻的数字相乘是4的倍数，返回true；如果不能返回false。

package class05;

import org.junit.Test;

import javax.swing.*;

/**
 * 给定一个数组arr，如果通过调整可以做到arr中任意两个相邻的数字相乘是4的倍数，返回true；如果不能返回false。
 */
public class Code01_Multi4 {

    //先遍历一遍数组，找到奇数个数，偶数中只含有一个2因子的个数，和包含4因子的个数
    public boolean Can4(int[] arr){
        int oddNum = 0;
        int num_2 = 0;
        int num_4 = 0;
        for (int i = 0;i < arr.length;i++){
            if (isOddNum(arr[i])){
                oddNum++;
            }else {
                if (arr[i] % 4 == 0){
                    num_4++;
                }else {
                    num_2++;
                }
            }
        }
        //判断只有一个2因子的个数
        //没有2因子，说明只有奇数和4的倍数，那么 奇4奇4奇4.....  这样排列即可
        //有2的因子，两个个2排列在一起可以成为4的倍数 22222，最后一个2后面需要加4的倍数
        // 即 222224...  那么排列方式 2222...4奇4奇4.....这样
        if(num_2 == 0){
            return oddNum == 0 ? (num_4 >= 1 ? true : false) : (num_4 >= oddNum - 1 ? true : false);
        }else {
            return num_4 >= oddNum ? true : false;
        }
    }

    //判断一个数是不是奇数
    public boolean isOddNum(int n){
        return n % 2 == 0 ? false : true;
    }
}

题目二十六：斐波那契公式推演

首先像斐波那契数列1,1,2,3,5,8...除了初始项，其他位置都有严格的推演公式，F(N)=F(N-1)+F(N-2)，由于最小项为N-2，由N问题变成N-2，那么该公式可以变成一个二阶矩阵的问题，即有

|F(3) F(2)| = |F(2) F(1)| *,|F(4) F(3)| = |F(3) F(2)| *,

...... |F(N) F(N-1)| = |F(N-1) F(N-2)| *,

可以得到 |F(N) F(N-1)| = |F(2) F(1)| *

而a,b,c,d可以根据有限几个方程得到，a=1,b=1,c=1,d=0

所以斐波那契问题就变成了求 |F(N) F(N-1)| = |F(2) F(1)| *

而一个数的N次方求解最快就是通过把N转换成二进制进行运算

eg： ==1****

所以时间复杂度可有O(N) -> O(logN)

因此，任意一个F(N)=aF(N-1)+bF(N-2)+cF(N-3)+dF(N-4)+eF(N-5)+...（最低到N-a）可以转换和斐波那契一样的推演问题，因此求出该表达式的矩阵并建立F(N)的表达式

|F(N) F(N-1) F(N-2) F(N-3) .. F(N-a)|

=|F(a+1) .. F(3) F(2) F(1)| * |a阶矩阵|n-a

根据前n个表达式值求出a阶矩阵即可

//斐波那契数列 O(logN) 求解
public int fi(int n){
    if(n < 1){
        return 0;
    }
    if(n == 1 || n == 2){
        return 1;
    }
    int[][] base = {{1,1},
                       {1,0}};
    int[][] res = matrixPower(base,n-2);
    return res[0][0] + res[1][0];
}

//求解一个矩阵的p次方
public int[][] matrixPower(int[][] m,int p){
    int[][] res = new int[m.length][m[0].length];
    //先让res为单位矩阵，即对角线为1，其余都是0
    for (int i = 0;i < res.length;i++){
        res[i][i] = 1;
    }
    int[][] t = m;
    for (;p != 0;p >>= 1){  //每次二进制右移以为，看是不是等于1
        if((p & 1) != 0){
            res = multiMatrix(res,t);
        }
        t = multiMatrix(t,t);
    }
    return res;
}

//两个矩阵相乘
public int[][] multiMatrix(int[][] m,int[][] t){
    int[][] res = new int[m.length][m[0].length];
    for(int i = 0;i < res.length;i++){
        for (int j = 0;j < t[0].length;j++){
            for (int k = 0;k < t.length;k++){
                res[i][j] += m[i][k] * t[k][j];
            }
        }
    }
    return res;
}

斐波那契引申1：达标字符串

字符串只由’0’和’1’两种字符构成

当字符串长度为1时，所有可能的字符串为”0”,”1”

当字符串长度为2时，所有可能的字符串为”00”、 ”01”、 ”10”、 ”11”

当字符串长度为3时，所有可能的字符串为”000”、 ”001”、 ”010”、 ”011”、 ”100”、

”101”、 ”110”、 ”111”

.......

如果某一个字符串中，只要是出现’0’的位置，左边就靠着’1’，这样的字符串叫作达标字符串。

给定一个正数N，返回所有长度为N的字符串中，达标字符串的数量。

eg:N=3，返回3，因为只有”101”、”110”、”111”达标

对于N长度的字符串，要求有0，左边必须有1，那么可以直到首位必须是1

那么对于i长度的字符串，其左边是1的话，则有F(i)=F(i-1)+F(i-2)，因此其就满足斐波那契数列，可直接根据斐波那契进行求解。

public int qualifiedString(int N){
    return fi(N+1);
}

斐波那契引申2：三角形问题

在迷糊的大草原上，小红捡到了n根木棍，第i根木棍的长度为i，小红现在很开心。想选出其中的三根木棍组成美丽的三角形。但是小明想捉弄小红，想去掉一些木棍，使得小红任意选三根木棍都不能组成三角形。

请问小明最少去掉多少根木棍呢？给定N，请返回至少去掉多少根？

斐波那契额数列：1 1 2 3 5 8 13 21 ...刚好无法构成三角形的情况，这也是无法构成三角形的最多情况，就是题意去掉最少的木棍形成。

//去掉最少的木棍，当前有N个数，从中去掉最少的
public int minSticks(int N){
    //获得斐波那契额数列中小于N最大的一个数
    // 1 1 2 3 5 8 13 21 .....
    int num = 1;
    while (fi(num) < N){
        num++;
    }
    return N - (num - 1);//num - 1是其中保留的无法拼成三角形的数
}

题目二十七：背包问题变形

牛牛准备参加学校组织的春游，出发前牛牛准备往背包中装入一些零食，牛牛的背包容量为w。

牛牛家里一共有n袋零食。第i袋零食体积为v[i]

牛牛想知道在总体积不超过背包容量的情况下，他一共有多少种零食放法(总体积为0也算一种)

package class05;

import org.junit.Test;

import java.util.Arrays;

/**
 * 牛牛准备参加学校组织的春游，出发前牛牛准备往背包中装入一些零食，牛牛的背包容量为w。
 * 牛牛家里一共有n袋零食。第i袋零食体积为v[i]
 * 牛牛想知道在总体积不超过背包容量的情况下，他一共有多少种零食放法(总体积为0也算一种)
 */
public class Code03_PackageSnacks {

    //v 零食体积数组 一共n长度
    //w 背包容量
    //返回背包可以装零食的方法总数
    public int getAll(int[] v,int w){
        if(w == 0){
            return 0;
        }
        int sum = 0;
        for(int i : v){
            sum += i;
        }
        if(sum <= w){ //背包容量比所有零食总和都要大，直接是2^n次
            return (int) Math.pow(2,v.length);
        }
        int res = 0;
        for (int i = 1;i <= w;i++){
            res += process(v,0,i,0);
        }
        return res;
    }

    //v 零食体积数组
    //index 当前在第index位置的零食，是否要装下
    //capacity 背包容量
    //total  当前已经装的容量
    public int process(int[] v,int index,int capacity,int total){
        if(index == v.length){
            return total == capacity ? 1 : 0;
        }
        int res = 0;
        //每个index都有放和不放的可能，放进背包的话 要满足当前背包容量加index物品的重量小于背包容量 才能放入
        if(v[index] + total <= capacity){
            res += process(v,index + 1,capacity,v[index] + total);
        }
        res += process(v,index + 1,capacity,total);
        return res;
    }

    @Test
    public void test(){
        int[] v = {4,1,5,2,1};
        int all = getAll(v, 8);
        System.out.println(all);
    }
}

题目二十八：找工作(有序表)

为了找到自己满意的工作，牛牛收集了每种工作的难度和报酬。牛牛选工作的标准是在难度不超过自身能力值的情况下，牛牛选择报酬最高的工作。在牛牛选定了自己的工作后，牛牛的小伙伴们来找牛牛帮忙选工作，牛牛依然使用自己的标准帮助小伙伴们。牛牛的小伙伴太多了，于是他只好把这个任务交给了你。（工作无限制）

class Job{

    public int money;

    public int hard;

    public Job(int money,int hard){

this.money = money;

       this.hard = hard;

    }

}

给定一个Job类型的数组jobarr，表示所有的工作。给定一个int类型的数组arr，表示所有小伙伴的能力。返回int类型的数组，表示每一个小伙伴按照牛牛的标准选择工作所能获得的报酬。

先对Job类型的数组进行分类，通过有序表存储下面筛选的。

把所有工作按难度由小到大，先删掉同样难度的低报酬，只保留同样难度的最高报酬；然后根据难度上升，报酬也要上升的原则进行删除难度大报酬低的职位。

package class05;

import org.junit.Test;

import java.util.Arrays;
import java.util.Comparator;
import java.util.TreeMap;

/**
 * 给定一个Job类型的数组jobarr，表示所有的工作。
 * 给定一个int类型的数组arr，表示所有小伙伴的能力。
 * 返回int类型的数组，表示每一个小伙伴按照牛牛的标准选择工作所能获得的报酬。
 */
public class Code04_JobChoose {

    class Job{
        public int money;
        public int hard;

        public Job(int hard,int money){
            this.hard = hard;
            this.money = money;
        }
    }

    class JobComparator implements Comparator{
        @Override
        public int compare(Job o1, Job o2) {
            return o1.hard == o2.hard ? (o2.money - o1.money) : (o1.hard - o2.hard);
        }
    }

    //把所有工作按难度由小到大，先删掉同样难度的低报酬，只保留同样难度的最高报酬；
    // 然后根据难度上升，报酬也要上升的原则进行删除难度大报酬低的职位。
    public int[] getJobMoney(Job[] jobarr,int[] peopleAbility){
        Arrays.sort(jobarr,new JobComparator());  //先对工作排序，难度由小到大，同难度的钱由大到小
        System.out.print("jobMoney=> ");
        for(Job j : jobarr){
            System.out.print(j.hard + ":" + j.money + "\t");
        }
        System.out.println();
        TreeMap treeMap = new TreeMap<>();
        treeMap.put(jobarr[0].hard,jobarr[0].money);
        int preMoney = jobarr[0].money;
        for (int i = 1;i < jobarr.length;i++){
            //jobArr已经按照要求排好序，只保留相同工作难度，获得工作薪资最多的
            // 并且随难度升高，工作薪资也升高的工作
            if(!treeMap.containsKey(jobarr[i].hard) && jobarr[i].money > preMoney){
                treeMap.put(jobarr[i].hard,jobarr[i].money);
                preMoney = jobarr[i].money;
            }
        }
        System.out.print("treeMap=> ");
        for (Object o : treeMap.keySet()) {
            System.out.print(o + ":" + treeMap.get(o) + "\t");
        }
        System.out.println();
        int[] salary = new int[jobarr.length];
        for (int i = 0;i < salary.length;i++){
            Integer maxhard = treeMap.floorKey(peopleAbility[i]); //返回小于等于key的最大Key的key，没有返回null
            salary[i] = maxhard == null ? 0 : treeMap.get(maxhard);
        }
        return salary;
    }

    public Job[] jobRandom(){
        int N = (int)(Math.random() * 20 + 1);
        Job[] jobArr = new Job[N];
        int hard = 0;
        int money;
        for (int i = 0;i < N;i++){ //工作难度在1~10
            hard = (int)(Math.random() * 10) + 1;
            money = (int)(Math.random() * 20) + 1;
            jobArr[i] = new Job(hard,money);
        }
        return jobArr;
    }

    public int[] ability(int n){
        int[] ability = new int[n];
        for (int i = 0;i < n;i++){  //工作能力在0~15
            ability[i] = (int)(Math.random() * 15);
        }
        return ability;
    }

    @Test
    public void test(){
        int N = 100;
        for(int i = 0;i < 100;i++){
            Job[] jobArr = jobRandom();
            int[] ability = ability(jobArr.length);
            int[] pmoney = getJobMoney(jobArr,ability);
            System.out.print("ability=> ");
            System.out.println(Arrays.toString(ability));
            System.out.print("peopleMoney=> ");
            System.out.println(Arrays.toString(pmoney));
            System.out.println();
        }

    }
}

题目二十九：字符串转换(整数边界)

给定一个字符串，如果该字符串符合人们日常书写一个整数的形式，返回int类型的这个数；如果不符合或者越界返回-1或者报错。

分析：1.除了数字之外，只允许由’-’；

2.如果有’-’，开头只出现一次，且后面有数字，且不是0；

3.如果第一个字符是0，后续必须没有数字；

转换过程转换成负数，因为负数绝对值范围比正数的绝对值范围大一个，然后要考虑溢出的问题。

package class05;

/**
 * 给定一个字符串，如果该字符串符合人们日常书写一个整数的形式，返回int类型的这个数；
 * 如果不符合或者越界返回-1或者报错。
 */
public class Code05_DailyWritingOfNumericStrings {

    public int convert(String str){
        if(str == null || "".equals(str)){
            return 0;
        }
        char[] chars = str.toCharArray();
        if(!isVaild(chars)){
            throw new RuntimeException("can not convert");
        }
        boolean neg = chars[0] == '-' ? true : false; //是否有负号
        // 转换用负数表示，因为负数的绝对值范围比正数的绝对值范围大一个
        // 数字转换过程中，可能会存在溢出的情况
        int minq = Integer.MIN_VALUE / 10;
        int minr = Integer.MIN_VALUE % 10;
        int res = 0;
        int cur = 0;
        for(int i = neg ? 1 : 0;i < chars.length;i++){ //负数的有效下标从1开始，正数从0开始
            cur = '0' - chars[i];  //以负数的形式接着
            //判断是否会溢出
            if(res < minq || (res == minq && cur < minr)){
                throw new RuntimeException("can not convert");
            }
            res = res * 10 + cur;
        }
        // res数转换数字绝对值的负数表达，
        // Integer.MIN_VALUE  -2147483648
        // Integer.MAX_VALUE  2147483647
        // 2147483648越界 -> res=-2147483648不越界
        if(!neg && res == Integer.MIN_VALUE){
            throw new RuntimeException("can not convert");
        }
        return neg ? res : -res;
    }

    //判断是否是有效数字表达式
    public boolean isVaild(char[] chars){
        if(chars[0] != '-' && chars[0] < '0' || chars[0] > '9'){
            return false;
        }
        if(chars[0] == '-' && (chars.length == 1 || chars[1] == '0')){
            return false;
        }
        for (int i = 1;i < chars.length;i++){
            if(chars[i] < '0' || chars[i] > '9'){
                return false;
            }
        }
        return true;
    }
}

题目三十：前缀树

给你一个字符串类型的数组arr，譬如：

String[] arr = {“b\\cst”,”d\\”,”a\\d\\e”,”a\\b\\c”};

你把这些路径中蕴含的目标结构给画出来，于目录直接列在父目录下面，并比父目录向右前进两格，就像这样：

a

    b

       c

    d

       e

b

    cst

d

同一级的需要按照字母顺序排列，不能乱

分析：

注意Java中”a\\d\\e”打印出来的是”a\d\e”，是因为转义字符的存在

在调用split()，需要用四个\\\\，其有转义和正则匹配(\\\\->\\->\)

package class06;

import org.junit.Test;

import java.util.TreeMap;

/**
 * 给你一个字符串类型的数组arr，譬如：
 * String[] arr = {“b\\cst”,”d\\”,”a\\d\\e”,”a\\b\\c”};
 * 你把这些路径中蕴含的目标结构给画出来，于目录直接列在父目录下面，并比父目录向右前进两格，就像这样：
 */
public class DirectoryListPrint {

    class Node{  //把字符串中每一级目录用节点表示，节点之间的路径表示目录名称
        String name;
        TreeMap nextMap; //有序表，保证按顺序打印

        public Node(String name){
            this.name = name;
            nextMap = new TreeMap<>();
        }
    }

    //打印目录
    public void printDirectoryString(String[] strings){
        if (strings == null){
            System.out.println();
        }
        Node head = generateFolderTree(strings);
        printFolderTree(head,0);
    }

    //根据所给的字符目录数组，生成一个前缀树
    private Node generateFolderTree(String[] folderPath){
        //先生成一个空节点，表示前缀树的头节点
        Node head = new Node("");
        for(String str : folderPath){
            String[] paths = str.split("\\\\"); //因为有转义和正则匹配，所以要用四个\
            Node cur = head;
            for (int i = 0;i < paths.length;i++){
                if (!cur.nextMap.containsKey(paths[i])){
                    cur.nextMap.put(paths[i],new Node(paths[i]));
                }
                cur = cur.nextMap.get(paths[i]);
            }
        }
        return head;
    }

    //打印一个前缀数  深度优先遍历
    private void printFolderTree(Node head,int level){
        if(level != 0){
            System.out.println(get2nSpace(level) + head.name);
        }
        for(Node next : head.nextMap.values()){
            printFolderTree(next,level + 1);
        }
    }

    //打印每级目录的前面空格
    private String get2nSpace(int level){
        String res = "";
        for (int i = 1;i < level;i++){
            res += "  ";
        }
        return res;
    }

    @Test
    public void test(){
        String[] strings = {"b\\cst","d\\","a\\d\\e","a\\b\\c"};
        printDirectoryString(strings);
    }
}