剑指offer/Leecode思路及代码汇总（python）

剑指offer

以牛客网题号为准

JZ01 二维数组的查找

题目： 在一个二维数组中（每个一维数组的长度相同），每一行都按照从左到右递增的顺序排序，每一列都按照从上到下递增的顺序排序。请完成一个函数，输入这样的一个二维数组和一个整数，判断数组中是否含有该整数。
[
[1,2,8,9],
[2,4,9,12],
[4,7,10,13],
[6,8,11,15]
]
给定 target = 7，返回 true。
给定 target = 3，返回 false。

思路： 利用二维数组的特点。采用二分的思想，从数组的左下角开始遍历。

# -*- coding:utf-8 -*-
class Solution:
    # array 二维列表
    def Find(self, target, array):
        # write code here
        if len(array) == 0 and len(array[0]) == 0:
            return False
        i=len(array)-1
        j=0
        while i >= 0 and j <= len(array[0])-1:
            if target>array[i][j]:
                j+=1
            elif target<array[i][j]:
                i-=1
            else:
                return True
        return False

JZ02 替换空格

题目： 请实现一个函数，将一个字符串中的每个空格替换成“%20”。例如，当字符串为We Are Happy.则经过替换之后的字符串为We%20Are%20Happy。
思路： 把字符串中的每个字符一个个添加到新字符串中，如果遇到空格就把他换成%20。

class Solution:
    def replaceSpace(self , s ):
        # write code here
        res=[]
        for i in range(len(s)):
            if s[i]==' ':
                res.append('%20')
            else:
                res.append(s[i])
        ss=''.join(res)
        return ss

JZ03 从尾到头打印链表

**题目：**输入一个链表的头节点，按链表从尾到头的顺序返回每个节点的值（用数组返回）。
思路：利用insert函数。

# -*- coding:utf-8 -*-
# class ListNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.next = None

class Solution:
    # 返回从尾部到头部的列表值序列，例如[1,2,3]
    def printListFromTailToHead(self, listNode):
        # write code here
        pTempt=listNode
        res=[]
        while pTempt:
            res.insert(0,pTempt.val)
            pTempt=pTempt.next
        return res

JZ04 重建二叉树

题目： 给定某二叉树的前序遍历和中序遍历，请重建出该二叉树并返回它的头结点。
例如输入前序遍历序列{1,2,4,7,3,5,6,8}和中序遍历序列{4,7,2,1,5,3,8,6}，则重建出如下图所示。

思路：

1. 首先根据前序遍历得到根节点
2. 找到中序遍历中根节点的索引，即可分出左子树和右子树。
3. 遍历建立左子树和右子树。

# -*- coding:utf-8 -*-
# class TreeNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.left = None
#         self.right = None
class Solution:
    # 返回构造的TreeNode根节点
    def reConstructBinaryTree(self, pre, tin):
        # write code here
        if len(pre)==0 or len(tin)==0:
            return None
        root=TreeNode(pre[0])
        ind=tin.index(pre[0])
        root.left=self.reConstructBinaryTree(pre[1:ind+1], tin[0:ind])
        root.right=self.reConstructBinaryTree(pre[ind+1:len(pre)], tin[ind+1:len(tin)])
        return root

JZ05：用两个栈实现队列

题目： 用两个栈来实现一个队列，完成队列的Push和Pop操作。 队列中的元素为int类型。
思路： 入栈时数据存入栈stackIn， 出栈时数据从stackOut弹出。执行入栈操作时，将数据源源不断的压入栈stackIn；执行出栈操作时，将stackIn的数据一次性全部弹出，存入到stackOut中。当stackOut栈非空时，不断弹出stackOut栈中的数据顺序即为队列的Pop顺序；当stackOut中的数据为空后，再将新入栈stackIn的数据一次性存入stackOut中即可。相比于上一种方式，这种方式极大降低了数据在栈stackIn和栈stackOut中来回无意义的腾挪操作，占据更低的存储空间，消耗更低的运算时间。

# -*- coding:utf-8 -*-
class Solution:
    def __init__(self):
        self.stackIn = []
        self.stackOut = []

    def push(self, node):
        self.stackIn.append(node)

    def pop(self):
        if self.stackOut:
            return self.stackOut.pop()
        elif not self.stackIn:
            return None
        else:
            while self.stackIn:
                self.stackOut.append(self.stackIn.pop())
            return self.stackOut.pop()

JZ06 旋转数组的最小数字

题目：把一个数组最开始的若干个元素搬到数组的末尾，我们称之为数组的旋转。
输入一个非递减排序的数组的一个旋转，输出旋转数组的最小元素。
NOTE：给出的所有元素都大于0，若数组大小为0，请返回0。

# -*- coding:utf-8 -*-
class Solution:
    def minNumberInRotateArray(self, rotateArray):
        # write code here
        if len(rotateArray)==0:
            return 0
        left=0
        right=len(rotateArray)-1
        
        while left<right:
            mid=(left+right)//2
            if rotateArray[mid]>rotateArray[right]:
                left=mid+1
            elif rotateArray[mid]<rotateArray[right]:
                right=mid
            else:
                right-=1
        return rotateArray[left]

JZ7 斐波那契数列

题目： 大家都知道斐波那契数列，现在要求输入一个整数n，请你输出斐波那契数列的第n项（从0开始，第0项为0，第1项是1）。
思路： 递归法时间复杂度过高。因此采用递推法，时间复杂度为O（n）。

# -*- coding:utf-8 -*-
class Solution:
    def Fibonacci(self, n):
        a,b=0,1
        for i in range(n):
            a,b=b,a+b
        return a

JZ08:跳台阶

递归

def numWays(self, n: int) -> int:
        if n == 0:
            return 1
        elif n == 1:
            return 1
        elif n == 2:
            return 2
        else:
            return (self.numWays(n - 1) + self.numWays(n-2)) 

非递归：

class Solution:
    def jumpFloor(self, number):
        # write code here
        if number<1:
            return 0
        a=1
        b=2
        for i in range(number-1):
            a,b=b,a+b
        return a

JZ9 跳台阶扩展问题

**题目：**一只青蛙一次可以跳上1级台阶，也可以跳上2级……它也可以跳上n级。求该青蛙跳上一个n级的台阶(n为正整数)总共有多少种跳法。
思路：
$f[n]=f[n-1]+f[n-2]+...+f[0]$
$f[n-1]=f[n-2]+f[n-3]+...+f[0]$
所以一合并，$f[n]=2\ast f[n-1]=2^{n-1}$，初始条件f[0] = f[1] = 1

# -*- coding:utf-8 -*-
class Solution:
    def jumpFloorII(self, number):
        # write code here
        return pow(2,number-1)

JZ10-矩阵覆盖

题目： 我们可以用21的小矩形横着或者竖着去覆盖更大的矩形。请问用n个21的小矩形无重叠地覆盖一个2n的大矩形，总共有多少种方法？
比如n=3时，23的矩形块有3种覆盖方法：
思路： 假设2*n的第一个矩形竖着放，则剩下的就是f（n-1）.假设第一个横着放，那么第二个必须在下面横着放，剩下的就是f（n-2）
则递推公式为f(n)=f(n-1)+f(n-2)，且f(1)=1,f(2)=2.
(注意n<=1的情况)

class Solution:
    def rectCover(self, number):
        # write code here
        if number<=1:
            return number
        a=1
        b=2
        for i in range(number-1):
            a,b=b,a+b
        return a

JZ11-二进制中1的个数

题目： 输入一个整数，输出该数32位二进制表示中1的个数。其中负数用补码表示。

思路： 1100&1011=1000。也就是说，把一个整数减去1，再和原整数做与运算，会把该整数最右边一个1变成0。那么一个整数的二进制有多少个1，就可以进行多少次这样的操作。
但python当超出int的32位时会自动转化为long型，上述代码“n = n &(n - 1)”在执行时，当执行到倒数第二步，即原来的整数变成 1（31个0）时，该整数减一，在c++中结果为0（31个1），相与之后结果为0，终止循环。但是python在计算该整数减一时，会得到1（32个0），陷入无限循环。因此通过“n & 0xffffffff”实现python只取32位的功能，相与之后32位之前不会再有值。

class Solution:
    def NumberOf1(self, n):
        # write code here
        cou = 0
        if n < 0:
            n = n & 0xffffffff
        while n:
            cou = cou + 1
            n = n &(n - 1)
        return cou

JZ12-数值的整数次方

题目： 给定一个double类型的浮点数base和int类型的整数exponent。求base的exponent次方。
保证base和exponent不同时为0
思路： 如果base为0，直接返回0。如果exponent为0，返回1.
采用递推公式，如果exponent为正数：Power(base, exponent)=base*Power(base, exponent-1)。
如果exponent为负数：Power(base, exponent)=（1/base）*Power(base, exponent+1)

class Solution:
    def Power(self, base, exponent):
        # write code here
        if base==0:
            return 0
        if exponent==0:
            return 1
        if exponent>0:
            return base*self.Power(base, exponent-1)
        else:
            return (1/base)*self.Power(base, exponent+1)

# -*- coding:utf-8 -*-
class Solution:
    def Power(self, base, exponent):
        # write code here
        if base==0:
            return 0
        if exponent>0:
            if exponent%2==0:
                result=self.Power(base, exponent//2)
                result=result**2
                return result
            elif exponent%2==1:
                result=self.Power(base, exponent//2)**2
                result=result*base
                return result
        elif exponent<0:
            result=self.Power(1/base, abs(exponent))
            return result
        else:
            return 1

JZ13-调整数组顺序使奇数位于偶数前面

**题目：**输入一个整数数组，实现一个函数来调整该数组中数字的顺序，使得所有的奇数位于数组的前半部分，所有的偶数位于数组的后半部分，并保证奇数和奇数，偶数和偶数之间的相对位置不变。
思路： 遍历，若余数为1，append到奇数数组，反之append到偶数数组。最后讲奇数和偶数数组加起来即可。

class Solution:
    def reOrderArray(self , array ):
        # write code here
        oddarray=[]
        evenarray=[]
        for i in array:
            if i%2==0:
                evenarray.append(i)
            else:
                oddarray.append(i)
        return oddarray+evenarray

JZ14-链表中倒数第k个结点

题目： 输入一个链表，输出该链表中倒数第k个结点。
思路： 在链表中：倒数的+顺数的长度等于链表总长度，所以可以设置两个指针，一个先走K步，剩下的到链表的末尾要走的步数就是倒数第k个节点需要从头开始走的步数。
注意在先移动k步快指针时，需要先判断k是否为空再挪指针，因为当快指针第一次为空时，慢指针不是None。否则，若第k步正好快指针指向None时慢指针也会返回None，是不对的。

class Solution:
    def FindKthToTail(self , pHead , k ):
        # write code here
        fast=pHead
        slow=pHead
        for i in range(k):
            if not fast:
                return None
            fast=fast.next
        while fast:
            fast=fast.next
            slow=slow.next
        return slow

JZ15-反转链表

题目： 输入一个链表，反转链表后，输出新链表的表头。
思路： 先保留现有链表的第二个节点，将现有链表的头指向已反转的链表。从现有链表第二个节点开始为新的链表，更新已反转的链表。迭代至尾结点。

class Solution:
    # 返回ListNode
    def ReverseList(self, pHead):
        # write code here
        if pHead==None:
            return None
        last=None
        while pHead:
            tmp=pHead.next
            pHead.next=last 
            last=pHead
            pHead=tmp
        return last

JZ16-合并有序链表

题目： 输入两个单调递增的链表，输出两个链表合成后的链表，当然我们需要合成后的链表满足单调不减规则。
思路： 利用递归，首先如果有一个链表为空，则直接返回另一个链表。比较两个链表的值，将表头小的链表指向下一个，并递归调用。

class Solution: