【LeetCode】Algorithms 題集(五)

Merge Two Sorted Lists

題意:

     Merge two sorted linked lists and return it as a new list. The new list should be made by splicing together the nodes of the first two lists.

思路:

    合併兩個鏈表,考察的是指針操作。多注意指針是否爲空,指針操作需謹慎。有兩種情況:

    1.其中一個鏈表爲空,則直接返回另一個鏈表。

    2.合併過程中,一個鏈表已經走到了末尾,即移動到了空指針,但另一個鏈表還剩下一段,則把剩下的這段接到合併後列表的最後

    剩下都就是合併過程中的指針的值的比較而已。

代碼:

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode *mergeTwoLists(ListNode *l1, ListNode *l2) {
		/* 有一個爲空,合併後爲非空的另一個鏈表 */
        if(l1 == NULL)
            return l2;

        if(l2 == NULL)
            return l1;

        ListNode *head = NULL, *cur = NULL;

		/* 初始化頭指針 */
        if(l1->val < l2->val)
        {
            head = l1;
            l1 = l1->next;
        }
        else
        {
            head = l2;
            l2 = l2->next;
        }
		/* 當前指針 */
        cur = head;

		/* 要兩個鏈表都非空纔可以一直往後合併 */
        while(l1 && l2)
        {
            if(l1->val < l2->val)
            {
                cur->next = l1;
                cur = cur->next;
                l1 = l1->next;
            }
            else
            {
                cur->next = l2;
                cur = cur->next;
                l2 = l2->next;
            }
        }

		/* 其中一個爲空之後,把另一個非空的鏈表接到合併後鏈表的最後 */
        if(l1) cur->next = l1;
        else if(l2) cur->next = l2;

        return head;

    }
};


Balanced Binary Tree

題意:

     Given a binary tree, determine if it is height-balanced.

     For this problem, a height-balanced binary tree is defined as a binary tree in which the depth of the two subtrees of every node never differ by more than 1.

思路:

     判斷一棵二叉樹是否是平衡的,只要遞歸判斷左右子樹的高度。如果左右子樹不再平衡,那麼改變條件變量,遞歸返回。

代碼:

/**
 * Definition for binary tree
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    bool isBalanced(TreeNode *root) {
        height(root);
        return flag;
    }
private:
    bool flag = true;

    int height(TreeNode* root)
    {
        if(!flag) return -1;

        if(!root) return 0;

        int l = height(root->left);
        int r = height(root->right);

        if(abs(l - r) > 1) flag = false;

        return (l>r?l:r) + 1;
    }

};


Binary Tree Postorder Traversal

題意:

Given a binary tree, return the postorder traversal of its nodes' values.

For example:
Given binary tree {1,#,2,3},

   1
    \
     2
    /
   3

return [3,2,1].

Note: Recursive solution is trivial, could you do it iteratively?

思路:

     非遞歸地遍歷二叉樹。坑爹...一開始用 if(!cur->left) 的形式來測試空指針...結果一直 runtime error....原來空指針的 bool  值不爲 false 啊....

     二叉樹的前序和中序的非遞歸遍歷比較好做,後序比較難想。不過思路還是用 stack 來解決的。我們需要思考一個問題,什麼時候纔可以訪問一個元素(即遍歷時處理到它)?

    我們考慮對一個棧頂元素 cur ,如果:

  • cur 的左右子樹都是空的,那麼可以對它進行出棧訪問。
  • 如果上個出棧的元素(被處理的元素)是 cur 的右子樹,那麼 cur 可以出棧訪問,因爲它的左右子樹都被處理完了。
  • 如果上個出棧的元素是 cur 的左子樹,那麼 cur 可以出棧訪問,因爲這意味着 cur 沒有右子樹而且左子樹被處理完了。

代碼:

/**
 * Definition for binary tree
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    vector<int> postorderTraversal(TreeNode *root) {
        vector<int> ans;
        stack<TreeNode*> node;

        if(root == NULL) return ans;

        node.push(root);
        TreeNode* last = root;
        while(!node.empty())
        {
            TreeNode* cur = node.top();
            if(last == cur->right || last == cur->left || ((cur->right == NULL) && ( cur->left == NULL)))
            {
                ans.push_back(cur->val);
                node.pop();
                last = cur;
            } else {
                if(cur->right != NULL) node.push(cur->right);
                if(cur->left != NULL) node.push(cur->left);
            }
        }
        return ans;
    }
};


Number of 1 Bits

題意:

     Write a function that takes an unsigned integer and returns the number of ’1' bits it has (also known as the Hamming weight).

     For example, the 32-bit integer ’11' has binary representation 00000000000000000000000000001011, so the function should return 3.

思路:

     計算一個無符號 32 位整數的二進制表示有多少個 1. 只要每次取最後一位判斷是否是 1, 然後進行右移操作就好。複雜度 O(32).

代碼:

class Solution {
public:
    int hammingWeight(uint32_t n) {
        int ans = 0;
        for(int i = 0;i < 32;++i)
        {
            if(n & 1) ans++;
            n = n >> 1;
        }
        return ans;
    }
};


Unique Paths

題意:

     A robot is located at the top-left corner of a m x n grid (marked 'Start' in the diagram below).

     The robot can only move either down or right at any point in time. The robot is trying to reach the bottom-right corner of the grid (marked 'Finish' in the diagram below).

     How many possible unique paths are there?

    

     Above is a 3 x 7 grid. How many possible unique paths are there?

    Note: m and n will be at most 100.

思路:

     機器人只能向右走和向下走,那麼我們可以很容易想到,到一個點的路徑數,是不是等於到這個點的左邊的點的路徑數,加上到達這個點的上邊的點的路徑數。

     接下來考慮特殊情況,第一列的點,左邊沒有其他點,所以只能通過它上方的點到達。第一行的點,只能通過它左邊的點到達,再想一下,第一行的點的路徑數是不是隻能爲 1?

     看到這裏,你是不是想用二維數組?其實沒有必要,因爲我們不需要那麼多狀態的記錄。我們僅僅需要的是上一次迭代的結果(也就是上一行)。假如我用一個長度爲 n 的一維數組保存到達一行的點的路徑數的話,那麼用 m-1 次迭代(爲什麼用 m - 1?),每次迭代時數組一開始保存的就是上一行的計算結果,這時候我只要讓這個點加等於它左邊的點的路徑數,就得到該點的結果了。

代碼:

class Solution {
public:
    int uniquePaths(int m, int n) {
        int* dp = new int[n];
        for(int i = 0;i < n;++i)
            dp[i] = 1;

        for(int i = 1;i < m;++i)
        {
            for(int j = 1;j < n;++j)
            {
                dp[j] += dp[j-1];
            }
        }
        int ans = dp[n-1];
        delete []dp;
        return ans;
    }
};

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