From b81540774485993594f014de3ba500a0f7d13b2b Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: suoyuan666 Date: Fri, 1 Nov 2024 15:20:19 +0800 Subject: [PATCH] update --- content/about.md | 10 +- content/friends.md | 2 +- content/posts/leetcode_array_list.md | 575 +++++++++++++++++++++++++++ themes/DoIt | 2 +- 4 files changed, 583 insertions(+), 6 deletions(-) create mode 100644 content/posts/leetcode_array_list.md diff --git a/content/about.md b/content/about.md index 0e2bd60..7ae5daf 100644 --- a/content/about.md +++ b/content/about.md @@ -8,20 +8,22 @@ author: suo yuan ## 关于 - 普通本科 大三在读 在一个算是科班的地方学习的野路子，学校菜菜，我也菜菜 🤐 -- 开发环境 +- 开发环境: - Gentoo Linux && Visual Studio Code && Neovim - 更习惯使用 Gentoo Linux，除非环境不太支持 GNU/Linux + Wayland - 根据上一条，所以我还保留了 Windows 11 的环境以备不时之需 -- 编程语言 +- 编程语言: - C/C++: 三年 C/C++，五年 Segmentation fault 😭 - ~~Shell/Java/Python/Nix,...~~ ### Task - [ ] 刷课 - - [x] MIT 6.1810: Operating System Engineering (差最后一个 lab 没做完) + - [x] MIT 6.1810: Operating System Engineering + - 差最后一个 lab 没做完 - [ ] NJU OS: Operating System Design and Implementation - - [x] Stanford CS106L: Standard C++ Programming (没做这门课程的 HW) + - [x] Stanford CS106L: Standard C++ Programming + - 没做这门课程的 HW - [ ] Stanford CS144: Computer Network - [ ] UCB CS61C: Great Ideas in Computer Architecture - [ ] NJU: Static Program Analysis diff --git a/content/friends.md b/content/friends.md index 225bd08..fcc75fb 100644 --- a/content/friends.md +++ b/content/friends.md @@ -3,4 +3,4 @@ 友链链接（排名不分先后，虽然目前就一个，也扯不上先后） - [光溯星河 - timeStarry's Blog](https://blog.tsio.top/) - - timeStarry 记录的才是真的 Blog，生活的感悟和技术上的记录都有，相比起来我就是在练死劲 😢。 + - timeStarry 记录的才是真的 Blog，生活的感悟和技术上的记录都有，相比起来我就是在练死劲 😢 diff --git a/content/posts/leetcode_array_list.md b/content/posts/leetcode_array_list.md new file mode 100644 index 0000000..14e06bb --- /dev/null +++ b/content/posts/leetcode_array_list.md @@ -0,0 +1,575 @@ +--- +title: "刷代码随想录: 数组和链表" +author: suo yuan +date: 2024-11-01T01:10:15Z +draft: false +tags: + - algorithm +description: "刷代码随想录的记录，这是数组和链表的部分" +summary: "刷代码随想录的记录，这是数组和链表的部分" +--- + +# 刷代码随想录: 数组和链表 + +## 数组 +### 二分法 + +数组范围限定 +- 左闭右闭的话，`while` 循环中的条件是 `left <= right`，因为 right 包含在内 +- 左闭右开的话，`while` 循环中的条件是 `left < right`，因为 right 不在里面，并且对 `array[mid] < target` 的情况，`right` 应该是 `= mid`，因为 right 不包含在内，不过 `left` 依旧 `= mid + 1`，毕竟是左闭。 + +### 删除元素 + +除了暴力地 `for` 循环遍历找到后再 `for` 循环把后续的挪过来之外，还有一个双指针写法: + +双指针只需要一次 `for` 循环: + +```cpp +for (range array) { + if (*fast != target) { + *slow = *fast; + slow++; + } else { + size--; // 为了返回移除后的 size + } +} +``` + +### 有序数组的平方 + +题目是将一个升序的数组都平方，并让平方后的数组也是升序 + +简单的写法就是平方之后再 `sort` 一遍，但是这样时间复杂度 O(nlogn) 并不好看 + +所以存在一个更好的解法，即用两个指针，一个在前，一个在尾。之后对首位的大小进行判断。因为数组本身就是递增排序，平方后未必是递增的原因只是因为存在负数的情况，所以最大的只会存在于首尾两侧。 + +```cpp +vector sortedSquares(vector& nums) { + auto frist_index = 0; + auto last_index = static_cast(nums.size()) - 1; + auto index = static_cast(nums.size()) - 1; + + vector vec(nums.size(), 0); + + while (frist_index <= last_index) { + auto first_num = nums.at(frist_index) * nums.at(frist_index); + auto last_num = nums.at(last_index) * nums.at(last_index); + + if (first_num > last_num) { + vec[index] = first_num; + frist_index++; + } else { + vec[index] = last_num; + last_index--; + } + index--; + } + return vec; + } +``` + +### 长度最小的子数组 + +给定一个含有 n 个正整数的数组和一个正整数 s ，找出该数组中满足其和 ≥ s 的长度最小的 连续 子数组，并返回其长度。如果不存在符合条件的子数组，返回 0。 + +示例： + +输入：s = 7, nums = [2,3,1,2,4,3] +输出：2 +解释：子数组 [4,3] 是该条件下的长度最小的子数组。 + +可以采用上次用的快慢指针，快指针用于遍历到底子数组到底到哪，如果满足条件，就把慢指针往前移，再次判断。 + +```cpp +int minSubArrayLen(int target, vector& nums) { + auto rs = INT32_MAX; + auto sum = 0; + auto length = 0; + auto first = 0; + + for (auto last = 0; last != nums.size(); last++) { + sum += nums.at(last); + while (sum >= target) { + length = (last - first + 1); + rs = rs < length ? rs : length; + sum -= nums.at(first); + first++; + } + } + + return rs == INT32_MAX ? 0 : rs; + } +``` + +时间复杂度 O(n) + +> 不要以为for里放一个while就以为是O(n^2)啊， 主要是看每一个元素被操作的次数，每个元素在滑动窗后进来操作一次，出去操作一次，每个元素都是被操作两次，所以时间复杂度是 2 × n 也就是O(n)。 + +### 区间和 + +题目描述: 给定一个整数数组 Array，请计算该数组在每个指定区间内元素的总和。 + +输入描述: 第一行输入为整数数组 Array 的长度 n，接下来 n 行，每行一个整数，表示数组的元素。随后的输入为需要计算总和的区间，直至文件结束。 + +输出描述: 输出每个指定区间内元素的总和。 + +输入示例 + +```txt +5 +1 +2 +3 +4 +5 +0 1 +1 3 +``` + +输出示例 + +```txt +3 +9 +``` + +类似数组求和都可以考虑这种区间和方式求解。 + +区间和说的是在数组输入时就将首位到目标位之间的和算出来 (比如在插入第三个的时候，在另一个数组存入第一个到第三个加和的结果) + +之后求区间和的时候就用末尾的求和减首尾的求和就好了 + +```cpp +#include +#include + +auto main(void) -> int { + auto length = 0; + auto sum = 0; + auto a = 0; + auto b = 0; + auto index = 0; + std::vector target {}; + std::vector key {}; + + std::cin >> length; + target.resize(length); + key.resize(length); + + for( auto& val : target) { + std::cin >> val; + sum += val; + key.at(index) = sum; + index += 1; + } + + while (std::cin >> a >> b ){ + if (a == 0) std::cout << key.at(b) << '\n'; + else std::cout << key.at(b) - key.at(a - 1) << '\n'; + } + +} +``` + +### 螺旋矩阵 II + +给定一个正整数 n，生成一个包含 1 到 n^2 所有元素，且元素按顺时针顺序螺旋排列的正方形矩阵。 + +示例: + +输入: 3 输出: [ [ 1, 2, 3 ], [ 8, 9, 4 ], [ 7, 6, 5 ] ] + +和上边说的注意边界一样，时刻注意是左闭右开还是什么 + +```cpp +vector> generateMatrix(int n) { + vector> rs (n, vector(n)); + + auto start_x {0}; + auto start_y {0}; + auto offset {1}; + auto count {1}; + auto loop = n / 2; + const auto mid = n / 2; + + for (;loop > 0; --loop) { + auto i = start_x; + auto j = start_y; + + for (; j < n - offset; ++j) { + rs.at(i).at(j) = count++; + } + for (; i < n - offset; ++i) { + rs.at(i).at(j) = count++; + } + for (; j > start_y; --j) { + rs.at(i).at(j) = count++; + } + for (; i > start_x; --i) { + rs.at(i).at(j) = count++; + } + + start_x++; + start_y++; + offset++; + } + + if (n % 2 != 0) { + rs.at(mid).at(mid) = count; + } + + return rs; + } +``` + +## 链表 + +### 移除链表元素 + +示例 1： 输入：head = [1,2,6,3,4,5,6], val = 6 输出：[1,2,3,4,5] + +示例 2： 输入：head = [], val = 1 输出：[] + +示例 3： 输入：head = [7,7,7,7], val = 7 输出：[] + +```cpp +ListNode* removeElements(ListNode* head, int val) { + while(head != nullptr && head->val == val) { + auto tmp = head; + head = head->next; + delete tmp; + } + + auto rs = head; + while(head != nullptr && head->next != nullptr) { + if (head->next->val == val) { + auto bak = head->next; + head->next = head->next->next; + delete bak; + } else { + head = head->next; + } + } + return rs; + } +``` + +### 设计链表 + +在链表类中实现这些功能： + +`MyLinkedList()` 初始化 `MyLinkedList` 对象。 + +`int get(int index)` 获取链表中下标为 index 的节点的值。如果下标无效，则返回 -1 。 + +`void addAtHead(int val)` 将一个值为 val 的节点插入到链表中第一个元素之前。在插入完成后，新节点会成为链表的第一个节点。 + +`void addAtTail(int val)` 将一个值为 val 的节点追加到链表中作为链表的最后一个元素。 + +`void addAtIndex(int index, int val)` 将一个值为 val 的节点插入到链表中下标为 index 的节点之前。如果 index 等于链表的长度，那么该节点会被追加到链表的末尾。如果 index 比长度更大，该节点将 不会插入 到链表中。 + +`void deleteAtIndex(int index)` 如果下标有效，则删除链表中下标为 index 的节点。 + +```cpp +class MyLinkedList { + struct LinkList { + int val; + struct LinkList *next = nullptr; + }; +private: + struct LinkList *linklist {}; + uint32_t size {0}; +public: + MyLinkedList(): size(0) { + linklist = new struct LinkList(); + } + + int get(int index) { + if (index > size) { + return -1; + } + auto i = 0; + for (auto val = linklist->next; val != nullptr; val = val->next) { + if (i == index) { + return val->val; + } + i++; + } + return -1; + } + + void addAtHead(int val) { + auto link = new struct LinkList(); + link->val = val; + if (linklist->next != nullptr) { + link->next = linklist->next; + } + linklist->next = link; + ++size; + } + + void addAtTail(int val) { + auto link = new struct LinkList(); + link->val = val; + auto bak = linklist; + while (bak != nullptr && bak->next != nullptr) { + bak = bak->next; + } + bak->next = link; + ++size; + } + + void addAtIndex(int index, int val) { + if (index > size || index < 0) { + return; + } + if (index == 0) { + addAtHead(val); + return; + } + if (index == size) { + addAtTail(val); + return; + } + + auto link = new struct LinkList(); + link->val = val; + auto bak = linklist->next; + while (index > 1 && bak != nullptr && bak->next != nullptr) { + bak = bak->next; + --index; + } + if (index == 1) { + if (bak->next != nullptr) { + link->next = bak->next; + } + bak->next = link; + ++size; + } + } + + void deleteAtIndex(int index) { + if (index > size || index < 0) { + return; + } + auto bak = linklist->next; + while (index > 1 && bak != nullptr && bak->next != nullptr) { + bak = bak->next; + --index; + } + + if (index == 1 && bak->next != nullptr) { + auto tmp = bak->next; + bak->next = bak->next->next; + delete tmp; + --size; + } else if (index == 0) { + bak = linklist; + linklist = linklist->next; + delete bak; + --size; + } + } +}; +``` + +### 反转链表 + +题意：反转一个单链表。 + +示例: 输入: 1->2->3->4->5->NULL 输出: 5->4->3->2->1->NULL + +双指针遍历即可 + +```cpp +ListNode* reverseList(ListNode* head) { + ListNode *prev = nullptr; + auto next = head; + + while (next != nullptr) { + auto bak = next->next; + next->next = prev; + prev = next; + next = bak; + } + return prev; +} +``` + +### 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。 + +可以新建一个节点指向当前的头节点，这样就可以把头节点的特殊情况规避掉 + +```cpp +ListNode* swapPairs(ListNode* head) { + ListNode *node = new struct ListNode(); + node->next = head; + + auto rs = node; + + while(node != nullptr && node->next != nullptr && node->next->next != nullptr) { + auto bak_prev = node->next; + auto bak_next = bak_prev->next->next; + + node->next = node->next->next; + node->next->next = bak_prev; + node->next->next->next = bak_next; + node = node->next->next; + } + return rs->next; +} +``` + +### 删除链表的倒数第N个节点 + +给你一个链表，删除链表的倒数第 n 个结点，并且返回链表的头结点。 + +双指针 + 虚拟头节点 + +第一次循环为了将头指针和尾指针隔开 `n` 个长度，之后将头指针和尾指针往后走，这样直到头节点到末尾，就找到了倒数第 `n` 个位置 + +```cpp +ListNode* removeNthFromEnd(ListNode* head, int n) { + ListNode *node = new struct ListNode(); + node->next = head; + auto next = node; + auto prev = node; + + while(--n != 0 && next != nullptr) { + next = next->next; + } + + next = next->next; + + while(next->next != nullptr) { + next = next->next; + prev = prev->next; + } + prev->next = prev->next->next; + + return node->next; +} +``` + +### 链表相交 + +给你两个单链表的头节点 headA 和 headB ，请你找出并返回两个单链表相交的起始节点。如果两个链表没有交点，返回 null 。 + +比较直接的解法就是将长的那位调整到和短的齐平，这样就可以同时遍历比较。 + +```cpp +ListNode *getIntersectionNode(ListNode *headA, ListNode *headB) { + auto lenA = 0; + auto lenB = 0; + auto diff = 0; + + for (auto tmp = headA; tmp != nullptr; tmp = tmp->next) { + ++lenA; + } + for (auto tmp = headB; tmp != nullptr; tmp = tmp->next) { + ++lenB; + } + + auto rsA = headA; + auto rsB = headB; + + if (lenA < lenB) { + swap(rsA, rsB); + diff = lenB - lenA; + } else { + diff = lenA - lenB; + } + + for(; diff != 0; --diff) { + rsA = rsA->next; + } + + while(rsA != nullptr && rsB != nullptr) { + if (rsA == rsB) { + return rsA; + } + rsA = rsA->next; + rsB = rsB->next; + } + + return nullptr; +} +``` + +### 环形链表II + +题意： 给定一个链表，返回链表开始入环的第一个节点。 如果链表无环，则返回 null。 + +为了表示给定链表中的环，使用整数 pos 来表示链表尾连接到链表中的位置（索引从 0 开始）。 如果 pos 是 -1，则在该链表中没有环。 + +说明：不允许修改给定的链表。 + +可以使用双指针解题，快指针一次走两个，慢指针一次走一个。 + +参考[代码随想录中](https://github.com/youngyangyang04/leetcode-master)的 gif 可以看出，快慢指针一定会相遇: + +![快慢指针 gif](https://code-thinking.cdn.bcebos.com/gifs/141.%E7%8E%AF%E5%BD%A2%E9%93%BE%E8%A1%A8.gif) + +因为这一定程度上是快指针在追慢指针，毕竟存在一个环，所以会追上。 + +确定了确实会成环之后，还需要找到环的入口: + +这里涉及到一个简单的数学小问题 + +![成环链表长度图](https://code-thinking-1253855093.file.myqcloud.com/pics/20220925103433.png) + +在相遇的时候，慢指针走了 $x + y$，而快指针走了 $x + y + n (y + z)$，`n` 表示快指针走的圈数 + +因为快指针每次都比慢指针多走一个，所以存在: + +$$ +2 (x + y) = x + y + n (y + z) \\ +$$ +$$ +\Downarrow \\ +$$ +$$ +x + y = n (y + z) \\ +$$ +$$ +\Downarrow \\ +$$ +$$ +x = (n - 1) (y + z) + z \\ +$$ + +当 $n = 1$ 时，$x = z$ + +也就是说只需要再有一个指针从头出发，另一个指针在快慢指针相遇处出发，碰到的地方就是环的入口 + +而 $n > 1$ 也无碍，总会遇到。 + +```cpp +ListNode *detectCycle(ListNode *head) { + auto fast = head; + auto slow = head; + + while(fast != nullptr && fast->next != nullptr && slow != nullptr) { + fast = fast->next->next; + slow = slow->next; + + if (slow == fast) { + auto rs_fast = fast; + auto rs_head = head; + + while (rs_fast != rs_head) { + rs_fast = rs_fast->next; + rs_head = rs_head->next; + } + + return rs_fast == rs_head ? rs_fast : nullptr; + } + } + + return nullptr; +} +``` \ No newline at end of file diff --git a/themes/DoIt b/themes/DoIt index dd1ec9e..324b48d 160000 --- a/themes/DoIt +++ b/themes/DoIt @@ -1 +1 @@ -Subproject commit dd1ec9e11b386e040cd6e3f68f19a9ce92102873 +Subproject commit 324b48d09c0855b8fae02d74f063362874f5e75c