【2021-4】LeetCode每日一题复盘
四月终于得到全勤徽章了，第一枚徽章——
坚持就是胜利
Week 1: April 1st - April 7th
Palindrome Linked List
题目大意：
判断一个链表是否是回文链表
思路：
原地判断（时间复杂度为1）的解法：
1.将链表从中间二分为两个链表
2.翻转第二个链表
3.判断两个链表是否相同（可能存在第一个链表比第二个链表多一个元素，只比较长度相同的部分）
提示知识点：
链表操作：遍历、二分、反转。
代码链接：
234.palindrome-linked-list.java
Ones and Zeroes
题目大意：
二进制字符串数组中，不超过m个0、n个1的最大字符串子集。
思路：
定义一个二维数组dp[m+1][n+1]
遍历字符串数组
动态方程：
dp[i][j] = max(dp[i][j], dp[i - count[0]][j - count[1]] + 1)，count[0]为字符串中0的个数,count[1]为字符串中1的个数。
提示知识点：
动态规划，HashTable
代码链接：
474.ones-and-zeroes.java
Longest Valid Parentheses
题目大意：
最长的有效符号对字符串长度
思路：
定义一个栈，保存括号在数组中的索引。
遍历字符串，遇到左括号，入栈索引；
遇到右括号，出栈：出栈后栈为空，则入栈索引（不匹配任何括号,仅用来计算长度）；出栈后栈不为空，则计算长度，并与最大长度比较。
比如，对字符串"())()"而言，这个过程是这样的：
| 当前字符串 | 栈中下标 | 最大长度 |
|---|---|---|
| 空 | -1 | 0 |
| （ | -1,0 | 0 |
| （） | -1 | 2 |
| ()) | 2 | 2 |
| ())( | 2,3 | 2 |
| ())() | 2 | 2 |
提示知识点：
栈
代码链接：
32.longest-valid-parentheses.java
Design Circular Queue
题目大意：
设计一个环形队列。环形队列的优点是更好利用数组的空间：对于传统的队列，一旦队列满了，即使出队了元素，也无法继续插入任何元素。环形队列很好地解决了这一问题。
思路：
为了区分队列满和队列空这两种情况，需要牺牲一个数据单元，队尾指向队列中最后一个元素的下一个位置，那么队列为空时，队头指针front和队尾指针rear相等，队列满时,(rear+1)%size和front相等。
当队列为空时，读队头和队尾元素或入队出队，直接返回无效值-1。
提示知识点：
队列
代码链接：
622.design-circular-queue.java
Global and Local Inversions
题目大意：
对于[0-n-1]的整数序列，判断整体反转对和本地反转对的数量是否相等。
整体反转对的定义为：对于(i, j)满足
0 <= i < j < n
nums[i] > nums[j]
本地反转对的定义为：对于i满足
0 <= i < n - 1
nums[i] > nums[i + 1]
思路：
整体反转对和本地反转对的数量相同，那么不存在这样的(i,j):
nums[i]>nums[j]
j-i>=2
1.由于是[0-n-1]的序列，所以任何一个数的值与它的数组索引值的差的绝对值只能小于2.
2.如果不是[0-n-1]的序列，而是随意的序列，我们反向遍历这个数组的元素，并记录当前序列[i - n-1]的最小值，如果nums[i-2]大于这个最小值则返回false。
提示知识点：
数学
代码链接：
775.global-and-local-inversions.java
Minimum Operations to Make Array Equal
题目大意：
数组中元素的下标i和值arr[i]满足arr[i] = (2 * i) + 1。一个操作的定义为0 <= x, y < n，arr[x] -=1 且 arr[y] += 1，求使得数组中元素都相等的最小操作数。
思路：
这个题通过数学归纳法找规律：
| 数组长度 | 最小操作数 |
|---|---|
| 1 | 0 |
| 2 | 1 |
| 3 | 2 |
| 4 | 4=1+3 |
| 5 | 2+4 |
| 6 | 9=1+3+5 |
| …… | …… |
| 2k | k*k = (1+2+…k-1)*2+k |
| 2k-1 | k*（k-1）= (1+2+…k-1)*2 |
提示知识点：
数学
代码链接：
1551.minimum-operations-to-make-array-equal.java
Determine if String Halves Are Alike
题目大意：
字符串长度为偶数，对半二分，两部分是否相似，相似的定义是元音字母个数一样。
思路：
比较简单，统计元音字母个数
提示知识点：
字符串基本操作
代码链接：
1704.determine-if-string-halves-are-alike.java
Week 2: April 8th - April 14th
Letter Combinations of a Phone Number
题目大意：
给出由数字2-9构成的字符串，每个数字代表一个字母，映射关系与电话键上一致，求数字字符串对应的所有字母组合。
思路：
用Map存储数字和字母的映射关系。DFS递归遍历数字字符串，递归返回条件是当前遍历的索引等于字符串长度。dfs中循环遍历数字映射的字母字符串，每次拼接一个字母。
提示知识点：
map dfs
代码链接：
17.letter-combinations-of-a-phone-number.java
Verifying an Alien Dictionary
题目大意：
校验词典中单词是否按照一定顺序排序。排序规则按照给定的order字符串中字母的先后顺序。order中包含词典中所有的字母。
思路：
排序规则，对于s1和s2
1.s1和s2相同，符合，判断结束
2.s1是s2的子串，符合，判断结束；反之不符合，判断结束
3.遍历s1和s2长度重合的部分，对每个字母依次判断顺序。
提示知识点：
排序
字符串 indexOf：判断一个字符串是否是另一个字符串的子串，得到字符在字符串中的位置
代码链接：
953.verifying-an-alien-dictionary.java
Longest Increasing Path in a Matrix
题目大意：
求数组中的最长递增路径的长度
思路：
以数组中元素（i,j）为起点dfs往四个方向遍历，为了避免重复的遍历过程，再用dp数组作为缓存，表示以（i,j）为起点的最长路径长度，当再次遍历到(i,j）时直接返回缓存值。
提示知识点：
dfs dp
代码链接：
329.longest-increasing-path-in-a-matrix.java
Deepest Leaves Sum
题目大意：
求树最深叶子节点值的总和
思路：
1.递归先求出树的深度
2.递归左右子树求最深叶子节点值总和
提示知识点：
递归解树的相关问题
代码链接：
1302.deepest-leaves-sum.java
Beautiful Arrangement II
题目大意：
重新排列1-n,使得相邻元素差的绝对值恰好是k种不同的数。
思路：
首先知道：
1 2 3 …… n 相邻元素差的绝对值都为1
1 n 2 n-1 ……相邻元素差的绝对值为1,2，……n-1，n-1种不同的数
那么，要得到k种。
前n-k-1个数按照1 2 …… n-k-1排列
后面的数按照 n-k n n-k+1 n-1 ……排列
提示知识点：
数学
代码链接：
667.beautiful-arrangement-ii.java
Flatten Nested List Iterator
题目大意：
嵌套列表的遍历
思路：
思路1.首先遍历嵌套列表，如果当前元素是整数，则添加到队列，如果是列表，则递归遍历当前列表。然后hasNext和next对队列进行操作。
思路2： 借助一个栈，将嵌套列表中元素反向入栈。只有当调用hasNext时，才判断元素是整数还是列表，是整数返回true，是列表则反向循环遍历列表，直到栈为空或嵌套列表中的第一个元素是整数。
提示知识点：
设计
代码链接：
341.flatten-nested-list-iterator.java
Partition List
题目大意：
对于一个链表和元素x，重新划分链表使得小于x的元素位于大于等于x元素的前面。
思路：
使用两个指针保存当前最后一个小于x的节点和最后一个大于等于x的节点，还需要一个指针，保存第一个大于等于x的节点。遍历结束后，最后一个小于x的节点指向第一个大于等于x的节点。
有2种特殊的情况，不存在小于x的节点或不存在大于等于x的节点。因此需要在遍历结束重新链接时，对指针判空。
提示知识点：
链表 快速排序
代码链接：
86.partition-list.java
Week 3: April 15th - April 21st
Fibonacci Number
题目大意：
斐波拉契数列：
F(0) = 0, F(1) = 1
F(n) = F(n - 1) + F(n - 2), n > 1.
给出n，求F(n)
思路：
1、借助长度为n+1的数组f
2、借助两个变量x,y
x=0,y=1
循环n次，y = x+y ,最后y的值就是f(n)
提示知识点：
代码链接：
509.fibonacci-number.java
Remove All Adjacent Duplicates in String II
题目大意：
循环删除字符串中连续k个相同的字符。
思路：
使用一个栈存储字符，如果有k个相同的连续字符则删除它们。
为了方便，使用Pair存储字符和它出现的次数。
提示知识点：
字符串、栈基本操作。
代码链接：
1209.remove-all-adjacent-duplicates-in-string-ii.java
Number of Submatrices That Sum to Target
题目大意：
求二维数组中和等于target的子数组个数
思路：
1.子问题是求一维数组中和等于target的子数组。借助一个map，ans += preSum.get(sum - k)
2.对于二维的情况，二维变一维，从第一行开始，依次用2,3,……n行累加，每次累加后求子数组个数。以此类推，第二行,依次用3,4,……n行累加，直到第n行。这样的顺序包含所有的情况且防止数据被覆盖。
提示知识点：
动态规划， HashMap
代码链接：
1074.number-of-submatrices-that-sum-to-target.java
Remove Nth Node From End of List
题目大意：
删除链表中倒数第N个结点
思路：
1、第一次遍历出链表的长度。然后删除正向第len-n个结点。
2、双指针法。首先指针p遍历到第n个结点，然后指针q指向头结点，使用pre记录q的前驱节点，同时遍历p,q，当p遍历到最后一个节点，q就是倒数第n个结点，然后做删除操作。
需要考虑倒数第n个结点是第一个结点的特殊情况。
提示知识点：
链表基本操作。
代码链接：
19.remove-nth-node-from-end-of-list.java
Combination Sum IV
题目大意：
给出一个元素不重复的数组，求组合出目标值target的种数。每个数可以用无数次。
思路：
动态规划。首先对数组nums排序，
双重循环 ，动态规划方程：
cnt[i] += cnt[i-nums[j]] ， i >= nums[j],
最后cnt[target]就是所求的种数。
提示知识点：
动态规划
代码链接：
377.combination-sum-iv.java
N-ary Tree Preorder Traversal
题目大意：
N叉树的前序遍历
思路：
1、递归方式，图的深度优先遍历，比较简单
2、非递归方式，借助一个栈，当栈不为空时循环，取栈顶元素，
如果存在孩子节点则按顺序入栈一个孩子节点，添加进遍历序列，并将该孩子节点与父节点的链接关系删除。
如果不存在孩子节点（还有种情况是所有孩子节点都遍历完），则出栈。
提示知识点：
深度优先遍历
代码链接：
589.n-ary-tree-preorder-traversal.java
Triangle
题目大意：
给出一个三角矩阵，计算从顶部到底部的最短路径和。
思路：
自底向上遍历矩阵。
triangle[i][j] += min(triangle[i+1][j], triangle[i+1][j+1])
triangle[0][0]即为所求
提示知识点：
动态规划
列表的基本操作
代码链接：
120.triangle.java
Week 4: April 22nd - April 28th
Brick Wall
题目大意：
一面砖墙，划一条竖线通过最少的砖。通过砖与砖的缝隙不算通过砖。
思路：
理解题意后发现，竖线要通过缝隙最多的一列，缝隙可看作每一行砖长度累加的一个数，也就是统计所有行累加的数出现最多的次数，通过的砖数就用总行数减去这个最多的次数。注意不要统计最后一个累加的数，因为每一行总长相同。
提示知识点：
map
代码链接：
554.brick-wall.java
Count Binary Substrings
题目大意：
统计由0和1组成的字符串中0和1个数相同的子串个数。位置不同的子串即使内容相同也看作不同的子串。
思路：
通过例子来看，对于000111，
0001 满足的子串有1个
00011 满足的子串有2个
000111 满足的子串有3个
对于10101，
10 满足的子串有1个
101 满足的子串有2个
1010 满足的子串有3个
10101 满足的子串有4个
pre:之前连续的0或1个数 cur：当前连续的0或1个数， 当pre大于等于cur时，满足条件的子串个数加1。当i和i-1位置的字符不同时，cur赋值给pre。
提示知识点：
代码链接：
696.count-binary-substrings.java
Critical Connections in a Network
题目大意：
求网络中的关键连接。网络中的关键连接指的是如果去除这条连接，会导致一些节点之间无法连通。
思路：
Tarjan算法。
提示知识点：
代码链接：
1192.critical-connections-in-a-network.java
Rotate Image
题目大意：
顺时针90度旋转一个n*n矩阵
思路：
顺时针90度旋转可拆分为2个操作：
1.正对角线两侧元素互换
2.每一行元素逆转
提示知识点：
数组
代码链接：
48.rotate-image.java
Furthest Building You Can Reach
题目大意：
当一个建筑物的高度小于下一个建筑物的高度时，可使用梯子或砖头。使用梯子直接到达，使用砖头个数必须为高度差。你有一些梯子和砖头，问你能到达的最远建筑物下标。
思路：
最大高度差的建筑优先选择梯子。
遍历建筑物，使用优先队列保存后一个建筑与前一个建筑的正高度差，如果队列元素个数大于梯子数，考虑用砖头。直到没有可用的梯子或砖头，结束遍历。
提示知识点：
贪心，优先队列
代码链接：
1642.furthest-building-you-can-reach.java
Power of Three
题目大意：
判断一个数是否是3的幂
思路：
无需循环的解法：
n的取值范围[-2^31 , 2^31 - 1]，这区间最大的3的幂是1162261467（可先写一个程序算出）。如果一个数是3的幂，那么这个数必须大于0且被1162261467整除。
对数法：a = Math.log(n) / Math.log(3)
Math.abs(a - Math.rint(a)) <= 0.00000000000001
提示知识点：
数学
代码链接：
326.power-of-three.java
Unique Paths II
题目大意：
机器人从左上角走到右下角有多少种不同的路径。机器人只能向下或向右，路径中的障碍物不可穿过。
思路：
原地操作
对于obstacleGrid[i][j]=1,
obstacleGrid[i][j] = 0;
对于obstacleGrid[i][j]=0,
path[0][j] = path[0][j-1]
path[i][0] = path[i-1][0]
path[i][j] = path[i][j-1] + path[i-1][j] ， i>0,j>0
提示知识点：
动态规划
代码链接：
63.unique-paths-ii.java
Week 5: April 29th - April 30th
Find First and Last Position of Element in Sorted Array
题目大意：
在一个递增数组中，找出一个数出现的第一个和最后一个位置。
思路：
先二分查找第一个位置，再二分查找最后一个位置。
当lo小于hi时循环
查找最后一个位置，如果当前的值大于target，则hi变为mid，否则lo为mid+1
查找第一个位置，如果当前的值大于等于target，则hi变为mid，否则lo为mid+1
最后,lo就是查找的索引值
提示知识点：
二分查找
代码链接：
34.find-first-and-last-position-of-element-in-sorted-array.java
Powerful Integers
题目大意：
给出x,y和bound三个数，求出所有不大于bound 的x^ i + y ^ j, i >= 0 且j >= 0。
思路：
两个嵌套的for循环。注意x和y为1的特殊情况，此时x和y的n次幂都是1，只需算一次，不要死循环。而且，当和sum已经大于bound时，后面的都不需判断了，跳出循环。
提示知识点：
代码链接：
970.powerful-integers.java