leetcode解题思路分析（四）22-28题

本文主要是介绍leetcode解题思路分析（四）22-28题，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

括号生成
给出 n 代表生成括号的对数，请你写出一个函数，使其能够生成所有可能的并且有效的括号组合。

很容易想到采用回溯法解决该题，通过画出树分析递归规律可得如下代码

class Solution {
public:void backtrace(int left, int right, int n, string& s, vector<string>& res) {if (left == n && right == n) {res.push_back(s);return;}if (left < n) {s += "(";backtrace(left + 1, right, n, s, res);s.pop_back();}if (right < left) {s += ")";backtrace(left, right + 1, n, s, res);s.pop_back();}}vector<string> generateParenthesis(int n) {vector<string> res;string s;backtrace(0, 0, n, s, res);return res;}
};

合并k个排序链表
合并 k 个排序链表，返回合并后的排序链表。请分析和描述算法的复杂度。

本题在做过合并2个链表之后就变得很简单：采用二分法逐个合并直至剩下一个即可

/*** Definition for singly-linked list.* struct ListNode {*     int val;*     ListNode *next;*     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}* };*/
class Solution {
public:ListNode* mergeKLists(vector<ListNode*>& lists) {int size = lists.size();if (size == 0) {return nullptr;}if (size == 1) {return lists[0];}while (size > 1){               for (int i = 0; i < size / 2; i++){lists[i] = mergeTwoLists(lists[i], lists[i + size / 2]);}if (size % 2){lists[size / 2] = lists[size - 1];size = size / 2 + 1;               }else{size = size / 2;}}return lists[0];}ListNode* mergeTwoLists(ListNode* l1, ListNode* l2) {ListNode *preHead, *ptr;preHead = new ListNode(-1);ptr = preHead;while (l1 != NULL && l2 != NULL){if (l1->val <= l2->val){         ptr->next = l1;    l1 = l1->next;                                 }else{ptr->next = l2;l2 = l2->next;}ptr = ptr->next;}ptr->next = (l1 == NULL? l2 : l1);return preHead->next;}
};

两两交换链表中的节点
给定一个链表，两两交换其中相邻的节点，并返回交换后的链表。
你不能只是单纯的改变节点内部的值，而是需要实际的进行节点交换。

非常简单的链表操作题

/*** Definition for singly-linked list.* struct ListNode {*     int val;*     ListNode *next;*     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}* };*/
class Solution {
public:ListNode* swapPairs(ListNode* head) {ListNode *preHead = new ListNode(-1);ListNode *tmp, *ahead;preHead->next = head;ahead = preHead;while (head != NULL && head->next != NULL){tmp = head->next;ahead->next = tmp;head->next = tmp->next;tmp->next = head;ahead = head;            head = head->next;}return preHead->next;}
};

K 个一组翻转链表
给你一个链表，每 k 个节点一组进行翻转，请你返回翻转后的链表。
k 是一个正整数，它的值小于或等于链表的长度。
如果节点总数不是 k 的整数倍，那么请将最后剩余的节点保持原有顺序。

本题是24题的提高，为了翻转K个一组，则需要遍历k个，让每一个指针指向前一个节点，然后最前面的节点指向下一组的开始。因此考虑迭代解决

/*** Definition for singly-linked list.* struct ListNode {*     int val;*     ListNode *next;*     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}* };*/
class Solution {
public:ListNode* reverseKGroup(ListNode* head, int k) {int d = 0;auto node = head;while (node != NULL) {if (++d >= k) break;node = node->next;}if (d < k) return head;ListNode* prev = NULL;ListNode* curr = head;for (int i = 0; i < k; ++i) {auto node = curr->next;curr->next = prev;prev = curr;curr = node;}head->next = reverseKGroup(curr, k);return prev;}
};

删除排序数组中的重复项
给定一个排序数组，你需要在原地删除重复出现的元素，使得每个元素只出现一次，返回移除后数组的新长度。
不要使用额外的数组空间，你必须在原地修改输入数组并在使用 O(1) 额外空间的条件下完成。

对已经排序好的数组，我们采取双指针法，检测到不同的元素再和相同元素第二位进行互换，然后指针前进即可

class Solution {
public:int removeDuplicates(vector<int>& nums) {if (nums.size() == 0) return 0;int i = 0;for (int j = 1; j < nums.size(); j++) {if (nums[j] != nums[i]) {i++;nums[i] = nums[j];}}return i + 1;}
};

移除元素
给定一个数组 nums 和一个值 val，你需要原地移除所有数值等于 val 的元素，返回移除后数组的新长度。不要使用额外的数组空间，你必须在原地修改输入数组并在使用 O(1) 额外空间的条件下完成。
元素的顺序可以改变。你不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。

本题可以采取和上题类似的策略：对每个重复的元素则赋值给后面不同的元素。但是注意这里需要保证不会重复赋值，因此比较可行的方法是进行节点的交换

class Solution {
public:int removeElement(vector<int>& nums, int val) {int size = nums.size();if (size == 0)return 0;int ptr = 0;int end = 0;for (int i = 0; i < size; i++){if (nums[i] == val){if (end < i)end = i;if (end == size)return ptr;while (nums[end] == val){end++;if (end == size){return ptr;}}int tmp = nums[ptr];nums[ptr] = nums[end];nums[end] = tmp;end++;ptr++;}else{ptr++;}}return ptr;}
};

但是上述做法的代码看起来颇为繁琐，其实可以更进一步的简化思想：我们只要每次把不同于val的值赋值在前列就可以完成了

class Solution {
public:int removeElement(vector<int>& nums, int val) {if (nums.size() == 0) return 0;int i = 0;for (int j = 0; j < nums.size(); j++) {if (nums[j] != val) {nums[i] = nums[j];                i++;}}return i;}
};

还有没有办法优化性能呢？是有的。上述方法存在一个普遍问题：对于检索过的val的值最后还会检查一遍。但是其实是不需要检查的：我们可以将重复的值替换为末尾的值，并且不再检查它

class Solution {
public:int removeElement(vector<int>& nums, int val) {int i = 0;int n = nums.size();while (i < n) {if (nums[i] == val) {nums[i] = nums[n - 1];// reduce array size by onen--;} else {i++;}}return n;}
};

实现 strStr()
给定一个 haystack 字符串和一个 needle 字符串，在 haystack 字符串中找出 needle 字符串出现的第一个位置 (从0开始)。如果不存在，则返回 -1。

本题采用暴力检索的方式：找到一个相同元素则开始继续后续检查，如果检查完不一样则继续向后检索

class Solution {
public:int strStr(string haystack, string needle) {int i = 0, j = 0;while(i < haystack.size() && j < needle.size()){if(haystack[i] == needle[j]) {i++;j++;}else {i = i - j +1 ;j = 0;}}if(j == needle.size()) return i - j;return -1;}
};