剑指Offer题解（持续更新中……）

第2️⃣章

03 | 数组中重复的数字

问题描述

在一个长度为 n 的数组 nums 里的所有数字都在 0～n-1 的范围内。数组中某些数字是重复的，但不知道有几个数字重复了，也不知道每个数字重复了几次。请找出数组中任意一个重复的数字。

解题思路

• 把数字i放到num[i]上
• 如果num[i]上已经有i了，那么就是重复的数字了

代码

class Solution {
    public int findRepeatNumber(int[] nums) {
        int ans = 0;
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            while (i != nums[i]) {
                if (nums[nums[i]] != nums[i]) {
                    swap(nums,i,nums[i]);
                } else {
                    return nums[i];
                }
            }
        }
        return ans;
    }

    private void swap(int[] nums, int a, int b) {
        int temp = nums[a];
        nums[a] = nums[b];
        nums[b] = temp;
    }
}

其他方法分析

方法	时间复杂度	空间复杂度	注
题解方法	O(n)	O(1)
哈希表	O(n)	O(n)
先排序后遍历数组	O(nlogn)	O(1)
二分法	O(nlogn)	O(1)	不会修改原数组

若果不允许修改数组呢？（二分法，详情见书，时间复杂度O(nlogn)）

04 | 二维数组中的查找

问题描述

在一个 n * m 的二维数组中，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。

解题思路

• 数组右上角（或者左下角）的元素很特殊，该元素的行中它是最大的，列中它是最小的
• 所以可以将target与它比较
  • 若等于，则返回true
  • 若martix[右上] < target，则martix[右上]左侧比它还要小的一行就不用考虑了
  • 若martix[右上] > target，则martix[右上]下侧比它还要大的一列就不用考虑了
• 一行/一列被去掉后会出现新的martix[右上]，继续判断直至没有元素可以比较

代码

class Solution {
    public boolean findNumberIn2DArray(int[][] matrix, int target) {
        if (matrix.length == 0 || matrix[0].length == 0) return false;
        int i = 0, j = matrix[0].length - 1;
        while (i < matrix.length && j >= 0){
            if (target == matrix[i][j]) {
                return true;
            } else if (target > matrix[i][j]) {
                i++;
            } else {
                j--;
            }
        }
        return false;
    }
}

09 | 用两个栈实现队列

问题描述

用两个栈实现一个队列。队列的声明如下，请实现它的两个函数 appendTail 和 deleteHead ，分别完成在队列尾部插入整数和在队列头部删除整数的功能。(若队列中没有元素，deleteHead 操作返回 -1 )

解题思路

• 可以想象两个区域，排队区和进入区
• 入队的元素先进入排队区，出队的元素从进入区选择
• 当即将进如区为空时，将排队区的元素全部依次进入进入区（即先进去排队区的，先出进入区（将栈倒置即可））

代码

class CQueue {
    Stack<Integer> stact1 = new Stack<>();
    Stack<Integer> stact2 = new Stack<>();

    public CQueue() {

    }
    
    public void appendTail(int value) {
        stact1.push(value);
    }
    
    public int deleteHead() {
        if (stact1.isEmpty() && stact2.isEmpty()){
            return -1;
        }
        if (stact2.isEmpty()){
            while (!stact1.isEmpty()){
                stact2.push(stact1.pop());
            }
        }
        return stact2.pop();
        
    }
}

/**
 * Your CQueue object will be instantiated and called as such:
 * CQueue obj = new CQueue();
 * obj.appendTail(value);
 * int param_2 = obj.deleteHead();
 */

相关题目-225. 用两个队列实现栈

15 | 二进制中1的个数

问题描述

请实现一个函数，输入一个整数，输出该数二进制表示中 1 的个数。例如，把 9表示成二进制是 1001，有 2 位是 1。因此，如果输入 9，则该函数输出 2。

解题思路

• 将二进制数 -1 即可将二进制数最低位的 1 置位 0 ，比该 1 位数还低的 0 置位 1，如1100 - 1 = 1011
• 将 -1 后的数与原数作 & 操作，即可将原数中最低位的 1 去除

代码

public class Solution {
    // you need to treat n as an unsigned value

    //《剑指Offer》书上的思路1
    public int hammingWeight(int n) {
        int flag = 1;
        int count = 0;
        while (flag != 0){ //应该是flag会爆掉变成0
            if ((flag & n) == flag) {
                count++;
            }
            flag = flag << 1;
        }
        return count;
    }


    // //《剑指Offer》书上的思路2
    public int hammingWeight(int n) {
        String s = Integer.toBinaryString(n);
        int count = 0;
        for(char c:s.toCharArray()){
            if (c == '1'){
                count++;
            }
        }
        return count;
    }
}

第3️⃣章

第4️⃣章

30 | 包含min函数的栈

问题描述

定义栈的数据结构，请在该类型中实现一个能够得到栈的最小元素的 min 函数在该栈中，调用 min、push 及 pop 的时间复杂度都是 O(1)。

解题思路

• 栈顶元素为最小元素时，若进行出栈操作，则需要对栈内所有元素进行比较，复杂度：O(N)
• 使用辅助栈来存储各个时刻栈内的最小元素

代码

class MinStack {

    Stack<Integer> stack = new Stack<>();
    Stack<Integer> auxStack = new Stack<>();


    /** initialize your data structure here. */
    public MinStack() {

    }
    
    public void push(int x) {
        stack.push(x);
        if (auxStack.empty() || x < auxStack.peek()) {
            auxStack.push(x);
        } else {
            auxStack.push(auxStack.peek());
        }
    }
    
    public void pop() {
        stack.pop();
        auxStack.pop();
    }
    
    public int top() {
        return stack.peek();
    }
    
    public int getMin() {
        return auxStack.peek();
    }
}

第5️⃣章

第6️⃣章

57 | 和为s的两个数字

题目描述

输入一个递增排序的数组和一个数字s，在数组中查找两个数，使得它们的和正好是s。如果有多对数字的和等于s，则输出任意一对即可。

解题思路

• 少了就加一点，多了就减一点

代码

class Solution {
    public int[] twoSum(int[] nums, int target) {
        int i = 0, j = nums.length - 1;
        int sum = 0;
        while (true) {
            sum = nums[i] + nums[j];
            if (sum == target) {
                break;
            } else if (sum < target){
                i++;
            } else {
                j--;
            }
        }
        return new int[]{nums[i],nums[j]};
    }
}

57-II | 和为s的连续正数序列

题目描述

输入一个正整数 target ，输出所有和为 target 的连续正整数序列（至少含有两个数）。
序列内的数字由小到大排列，不同序列按照首个数字从小到大排列。

解题思路

• 少了就加一点，多了就减一点

代码

class Solution {
    public int[][] findContinuousSequence(int target) {
        int i = 1,j = 2;
        int sum = 3;
        ArrayList<int[]> ans = new ArrayList<>();
        while (i <= target/2)
        {
            if (sum > target) {
                sum -= i;
                i++;
            } else if (sum < target){
                j++;
                sum += j;
            }

            if (sum == target) {
                int[] temp = new int[j-i+1];
                for (int k = i; k <= j; k++){
                    temp[k-i] = k;
                }

                ans.add(temp);
                
                sum -= i;
                i++;
            }
        }
        return ans.toArray(new int[ans.size()][]);
    
    }
}

第7️⃣章