26. 二叉搜索树与双向链表【分治法】
- 输入一棵二叉搜索树,将该二叉搜索树转换成一个排序的双向链表。要求不能创建任何新的结点,只能调整树中结点指针的指向。
// Solution:中序遍历数据顺序从小到大,递归实现
/*
struct TreeNode {
int val;
struct TreeNode *left;
struct TreeNode *right;
TreeNode(int x) :
val(x), left(NULL), right(NULL) {
}
};*/
class Solution {
public:
TreeNode* Convert(TreeNode* pRootOfTree)
{
TreeNode* pLastNode = NULL;
ConvertNode(pRootOfTree, &pLastNode);
// 从尾结点回头结点
TreeNode* pHeadNode = pLastNode;
while (pHeadNode != NULL && pHeadNode->left != NULL) {// pHeadNode == NULL时,原始输入为NULL
pHeadNode = pHeadNode->left;
}
return pHeadNode;
}
void ConvertNode(TreeNode* pNode, TreeNode** pLastNode) {
if (pNode == NULL) {
return;
}
TreeNode* pCurrent = pNode;
if (pCurrent->left != NULL) {// 左子树
ConvertNode(pCurrent->left, pLastNode);
}
pCurrent->left = *pLastNode; // 处理root结点、pLastNode
if (*pLastNode != NULL) {
(*pLastNode)->right = pCurrent;
}
*pLastNode = pCurrent;
if (pCurrent->right != NULL) {// 右子树
ConvertNode(pCurrent->right, pLastNode);
}
}
};
27. 字符串的排列【分治法】
- 输入一个字符串,按字典序打印出该字符串中字符的所有排列。例如输入字符串abc,则打印出由字符a,b,c所能排列出来的所有字符串abc,acb,bac,bca,cab和cba。
- 输入一个字符串,长度不超过9(可能有字符重复),字符只包括大小写字母。
// Solution:先确定第一个字母,后面全排列(递归)
class Solution {
public:
vector<string> res;
vector<string> Permutation(string str) {
if (str.size() == 0) {
return res;
}
Permutation(str, 0);
sort(res.begin(), res.end());// Tip1:OJ对输出顺序有要求
return res;
}
void Permutation(string str, int index) {
if (index == str.size()) {
res.push_back(str);
} else {
for (int i = index; i < str.size(); i ++) {
if (i != index && str[i] == str[index]) {// Tip1:如输入["aa"]
continue;
}
char tmp = str[i];
str[i] = str[index];
str[index] = tmp;
Permutation(str, index+1);
tmp = str[i];
str[i] = str[index];
str[index] = tmp;
}
}
}
};
-
拓展1:求字符串所有组合
(1)求n个字符的长度为m的组合(1<=m<=n);
(2)如果组合里包含第一个字符,下一步在剩余n-1个字符中选取m-1个字符;
(3)如果组合里不包含第一个字符,下一步在剩余n-1个字符中选取m个字符;
递归求解子问题。
-
拓展2:如果需要按照一定要求摆放若干数字,我们可以先求出这些数字的所有排列,然后一一判断是否满足要求
(1)8个数字放到正方体8个顶点,使对面4点和相等
(2)8皇后问题
28. 数组中出现次数超过一半的数【O(n)解法】
- 数组中有一个数字出现的次数超过数组长度的一半,请找出这个数字。例如输入一个长度为9的数组{1,2,3,2,2,2,5,4,2}。由于数字2在数组中出现了5次,超过数组长度的一半,因此输出2。如果不存在则输出0。
// Soluntion:O(n)的解法。
// 在遍历数组时保存两个值:一是数组中一个数字,一是次数。
// 遍历下一个数字时,若它与之前保存的数字相同,则次数加1,否则次数减1;
// 若次数为0,则保存下一个数字,并将次数置为1。要找的数字是最后一次设置次数为1的数字。
class Solution {
public:
int MoreThanHalfNum_Solution(vector<int> numbers) {
if (numbers.size() == 0) {
return 0;
}
int result = numbers[0];
int times = 1;
for (int i = 1; i < numbers.size(); i ++) {
if (times == 0) {// 次数为0
result = numbers[i];
times ++;
} else if (result == numbers[i]) { //次数>0
times ++;
} else {
times --;
}
}
times = 0;
for (int i = 0; i < numbers.size(); i ++) {
if (numbers[i] == result) times ++;
}
return (times > numbers.size()/2) ? result: 0;
}
};
29. 最小的k个数【O(nlogk),最大堆-STL multiset-红黑树】
- 输入n个整数,找出其中最小的K个数。例如输入4,5,1,6,2,7,3,8这8个数字,则最小的4个数字是1,2,3,4。
- 基于2.4.1节Partiton函数方法,可以将
// Solution:使用总结点数为k的最大堆,根节点最大,在n个数中保存这k个数
// (使用STL的multiset,实现原理是红黑树,增删查时间效率为O(logk))
class Solution {
public:
vector<int> GetLeastNumbers_Solution(vector<int> input, int k) {
vector<int> res;
if (k < 1 || input.size() < k) {
return res;
}
multiset<int, greater<int>> maxHeap;
for (int i; i < input.size(); i ++) {
if (maxHeap.size() < k) {
maxHeap.insert(input[i]);
} else {
if (input[i] < *(maxHeap.begin())) {
maxHeap.erase(maxHeap.begin());
maxHeap.insert(input[i]);
}
}
}
res = vector<int> (maxHeap.begin(), maxHeap.end());
return res;
}
};
30. 连续子数组的最大和
- 在古老的一维模式识别中,常常需要计算连续子向量的最大和,当向量全为正数的时候,问题很好解决。但是,如果向量中包含负数,是否应该包含某个负数,并期望旁边的正数会弥补它呢?例如:{6,-3,-2,7,-15,1,2,2},连续子向量的最大和为8(从第0个开始,到第3个为止)。你会不会被他忽悠住?(子向量的长度至少是1)
// Solution1:累加记录Max
class Solution {
public:
bool g_InvaliadInput = false;
int FindGreatestSumOfSubArray(vector<int> array) {
if (array.size() == 0) {
g_InvaliadInput = true;
return 0;
}
g_InvaliadInput = false;
int curSum = 0;
int curMax = array[0]; // 如果全为负数,curMax=0输出错误
for (int i = 0; i < array.size(); i ++) {
if (curSum <= 0) {
curSum = array[i];
} else {
curSum += array[i];
}
if (curMax < curSum) {
curMax = curSum;
}
}
return curMax;
}
};
// Solution2:动态规划
// 用函数f(i)表示以第i个数字结尾的子数组的最大和,输出为max[f(i)]
// 递归求f(i)=array[i], i=0或f(i-1)<0
// f(i)=f(i-1)+array[i], i!=0且f(i-1)>0
class Solution {
public:
bool g_InvaliadInput = false;
int FindGreatestSumOfSubArray(vector<int> array) {
if (array.size() == 0) {
g_InvaliadInput = true;
return 0;
}
g_InvaliadInput = false;
int curMax = array[0]; // 如果全为负数,curMax=0输出错误
vector<int> dp_f;
dp_f.push_back(array[0]);
for (int i = 1; i < array.size(); i ++) {
if (dp_f.back()<= 0) {
dp_f.push_back(array[i]);
} else {
dp_f.push_back(dp_f.back()+array[i]);
}
if (curMax < dp_f.back()) {
curMax = dp_f.back();
}
}
return curMax;
}
};