LeetCode热题100刷题12

23. 合并 K 个升序链表

给你一个链表数组，每个链表都已经按升序排列。请你将所有链表合并到一个升序链表中，返回合并后的链表。

与合并两个有序链表类似，但是需要在k个链表节点中找到最小的。考虑使用优先队列。

class Solution {

    class Status implements Comparable<Status> {
        int val;
        ListNode node;
        public Status(int val, ListNode node){
            this.val = val;
            this.node = node;
        }

        public int compareTo(Status s2){
            return this.val - s2.val;
        }

    }

    PriorityQueue<Status> queue = new PriorityQueue<>();

    public ListNode mergeKLists(ListNode[] lists) {
        for (ListNode list : lists){
            if (list != null){
                queue.offer(new Status(list.val, list));
            }
        }
        ListNode head = new ListNode(0);
        ListNode node = head;
        while (!queue.isEmpty()){
            Status s = queue.poll();
            node.next = s.node;
            node = node.next;
            if (s.node.next != null){
                queue.offer(new Status(s.node.next.val, s.node.next));
            }
        }
        return head.next;
    }
}

146. LRU 缓存

请你设计并实现一个满足 LRU (最近最少使用) 缓存 约束的数据结构。

实现 LRUCache 类：

• LRUCache(int capacity) 以 正整数 作为容量 capacity 初始化 LRU 缓存
• int get(int key) 如果关键字 key 存在于缓存中，则返回关键字的值，否则返回 -1 。
• void put(int key, int value) 如果关键字 key 已经存在，则变更其数据值 value ；如果不存在，则向缓存中插入该组 key-value 。如果插入操作导致关键字数量超过 capacity ，则应该 逐出 最久未使用的关键字。

函数 get 和 put 必须以 O(1) 的平均时间复杂度运行。

双向链表维护顺序，哈希表提供快速存取。

class LRUCache {
    class DLinkedNode{
        int key;
        int value;
        DLinkedNode prev;
        DLinkedNode next;
        public DLinkedNode(int key, int value){
            this.key = key;
            this.value = value;
        }
    }

    private Map<Integer, DLinkedNode> cache = new HashMap<>();
    private int size;
    private int capacity;
    private DLinkedNode head, tail;

    public LRUCache(int capacity) {
        this.size = 0;
        this.capacity = capacity;
        this.head = new DLinkedNode(-1, -1);
        this.tail = new DLinkedNode(-1, -1);
        head.next = tail;
        tail.prev = head;
    }
    
    public int get(int key) {
        DLinkedNode node = cache.get(key);
        if (node == null) {
            return -1;
        }
        moveToHead(node);
        return node.value;
    }
    
    public void put(int key, int value) {
        DLinkedNode node = cache.get(key);
        if (node == null) {
            DLinkedNode newNode = new DLinkedNode(key, value);
            cache.put(key, newNode);
            addToHead(newNode);
            ++size;
            if (size > capacity){
                DLinkedNode tail = removeTail();
                cache.remove(tail.key);
                --size;
            }
        }else{
            node.value = value;
            moveToHead(node);
        }
    }

    private void addToHead(DLinkedNode node){
        node.prev = head;
        node.next = head.next;
        head.next.prev = node;
        head.next = node;
    }

    private void removeNode(DLinkedNode node){
        node.prev.next = node.next;
        node.next.prev = node.prev;
    }

    private void moveToHead(DLinkedNode node){
        removeNode(node);
        addToHead(node);
    }

    private DLinkedNode removeTail(){
        DLinkedNode res = tail.prev;
        removeNode(res);
        return res;
    }
}                                                                                 

94. 二叉树的中序遍历

给定一个二叉树的根节点 root ，返回 它的 中序 遍历 。

递归：

class Solution {
    List<Integer> list = new ArrayList<>();
    public List<Integer> inorderTraversal(TreeNode root) {
        if (root == null) 
            return list;
        inorderTraversal(root.left);
        list.add(root.val);
        inorderTraversal(root.right);
        return list;
    }
}

迭代：

class Solution {
    List<Integer> list = new ArrayList<>();
    Deque<TreeNode> stack = new LinkedList<>();
    public List<Integer> inorderTraversal(TreeNode root) {
        while ( root != null || !stack.isEmpty()){
            while (root != null){
                stack.push(root);
                root = root.left;
            }
            root = stack.pop();
            list.add(root.val);
            root = root.right;
        }
        return list;
    }
}