《剑指offer》-- 和为S的连续整数序列、和为S的两个数字、左旋转字符串、翻转单词顺序列

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一、和为S的连续整数序列:

1、题目:

小明很喜欢数学,有一天他在做数学作业时,要求计算出9~16的和,他马上就写出了正确答案是100。但是他并不满足于此,他在想究竟有多少种连续的正数序列的和为100(至少包括两个数)。没多久,他就得到另一组连续正数和为100的序列:18,19,20,21,22。现在把问题交给你,你能不能也很快的找出所有和为S的连续正数序列?

2、解题思路:

参考牛客网的“丁满历险记”:https://www.nowcoder.com/questionTerminal/c451a3fd84b64cb19485dad758a55ebe

1)由于我们要找的是和为S的连续正数序列,因此这个序列是个公差为1的等差数列,而这个序列的中间值代表了平均值的大小。假设序列长度为n,那么这个序列的中间值可以通过(S / n)得到,知道序列的中间值和长度,也就不难求出这段序列了。

2)满足条件的n分两种情况:

n为奇数时,序列中间的数正好是序列的平均值,所以条件为:(n & 1) == 1 && sum % n == 0;

n为偶数时,序列中间两个数的平均值是序列的平均值,而这个平均值的小数部分为0.5,所以条件为:(sum % n) * 2 == n.

3)由题可知n >= 2,那么n的最大值是多少呢?我们完全可以将n从2到S全部遍历一次,但是大部分遍历是不必要的。为了让n尽可能大,我们让序列从1开始,

根据等差数列的求和公式:S = (1 + n) * n / 2,得到.

4)最后举一个例子,假设输入sum = 100,我们只需遍历n = 13~2的情况(按题意应从大到小遍历),n = 8时,得到序列[9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16];n  = 5时,得到序列[18, 19, 20, 21, 22]。

3、代码实现:时间复杂度为

public class Test28 {

	public ArrayList<ArrayList<Integer>> FindContinuousSequence(int sum) {
	       
		ArrayList<ArrayList<Integer>> list = new ArrayList<ArrayList<Integer>>();
		
		for(int n = (int) Math.sqrt(2*sum);n>=2;n--){
			
			if((n&1)==1 && sum%n==0 || (sum%n)*2==n){
				ArrayList<Integer> list1 = new ArrayList<Integer>();
				for(int j=0,k=(sum/n)-(n-1)/2;j<n;j++,k++){
					list1.add(k);
				}
				list.add(list1);
			}
		}
		return list;
    }
}

 

二、和为S的两个数字:

1、题目:

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,使得他们的和正好是S,如果有多对数字的和等于S,输出两个数的乘积最小的。

2、解题思路:

找到的第一组(相差最大的)就是乘积最小的。可以这样证明:考虑x+y=C(C是常数),x*y的大小。
不妨设y>=x,y-x=d>=0,即y=x+d, 2x+d=C, x=(C-d)/2, x*y=x(x+d)=(C-d)(C+d)/4=(C^2-d^2)/4,
也就是x*y是一个关于变量d的二次函数,对称轴是y轴,开口向下。d是>=0的,d越大, x*y也就越小。

3、代码实现:

public class Test29 {
	
	public static ArrayList<Integer> FindNumbersWithSum(int [] array,int sum) {
		
		ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
		int start = 0;
		int end = array.length-1;
		
		while(start<end){
			if(array[start]+array[end] == sum){
				list.add(array[start]);
				list.add(array[end]);
				break;
			}
			while(start<end && array[start]+array[end]>sum){
				end--;
			}
			while(start<end && array[start]+array[end]<sum){
				start++;
			}
		}
		return list;
    }
}

三、左旋转字符串:

1、题目:

汇编语言中有一种移位指令叫做循环左移(ROL),现在有个简单的任务,就是用字符串模拟这个指令的运算结果。对于一个给定的字符序列S,请你把其循环左移K位后的序列输出。例如,字符序列S=”abcXYZdef”,要求输出循环左移3位后的结果,即“XYZdefabc”。是不是很简单?OK,搞定它!

2、代码实现:

public class Test27 {
	public String LeftRotateString(String str,int n) {
		int len=str.length();
		if(str==null || len==0){
			return str;
		}
		
		n=n%len;
		len=len+n;
		
		str+=str;
		
		return str.substring(n,len);
	}
}

四、翻转单词顺序列:

1、题目:

牛客最近来了一个新员工Fish,每天早晨总是会拿着一本英文杂志,写些句子在本子上。同事Cat对Fish写的内容颇感兴趣,有一天他向Fish借来翻看,但却读不懂它的意思。例如,“student. a am I”。后来才意识到,这家伙原来把句子单词的顺序翻转了,正确的句子应该是“I am a student.”。Cat对一一的翻转这些单词顺序可不在行,你能帮助他么?

2、解题方法:

看代码注释。

3、代码实现:

public class Test26 {
	
	//第二种解法:先反转整个个句子,在反转每个单词
	public String ReverseSentence(String str) {
        
		if(str.trim().equals("")) return str;
		char[] chars=str.toCharArray();
		
		reverse(chars,0,chars.length-1);//翻转整个句子
		
		int blank=-1;//第一个空格符的位置
		int nextBlank=-1;////第二个空格符的位置
		//翻转每个单词
		for(int i=0;i<chars.length;i++){
			if(chars[i]==' '){
				nextBlank = i;
				reverse(chars,blank+1,nextBlank-1);
				blank=nextBlank;
			}
		}
		
		//翻转最后一个单词
		reverse(chars,blank+1,chars.length-1);
		
		return new String(chars);
    }
	
	public void reverse(char[] chars,int low,int high){
		while(high>low){
			char temp = chars[low];
			chars[low]=chars[high];
			chars[high]=temp;
			low++;
			high--;
		}
	}
	
	
	//第一种解法:
	public String ReverseSentence1(String str) {
	        
		if(str.trim().equals("")) return str;
		
		String[] strArray=str.split(" ");
		StringBuilder builder = new StringBuilder();
		
		for(int i=strArray.length;i>0;i--){
			builder.append(strArray[i-1]+" ");
		}
		
		return builder.substring(0,builder.length()-1);
    }
}

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