【LeetCode】旋转数组、矩阵、链表、函数、字符串
旋转数组★★
【题目】给定一个数组，将数组中的元素向右移动 k 个位置，其中 k 是非负数
【示例】
输入: [1,2,3,4,5,6,7] 和 k = 3
输出: [5,6,7,1,2,3,4]
解释:
向右旋转 1 步: [7,1,2,3,4,5,6]
向右旋转 2 步: [6,7,1,2,3,4,5]
向右旋转 3 步: [5,6,7,1,2,3,4]
【解题思路】原地算法
class Solution {
public void rotate(int[] nums, int k) {
k %= nums.length;
reverse(nums, 0, nums.length - 1);
reverse(nums, 0, k - 1);
reverse(nums, k, nums.length - 1);
}
private void reverse(int[] nums, int left, int right){
while(left < right){
int temp = nums[left];
nums[left++] = nums[right];
nums[right--] = temp;
}
}
}
旋转矩阵★★
【题目】给定一个 n × n 的二维矩阵表示一个图像。
将图像顺时针旋转 90 度。
说明：
你必须在原地旋转图像，这意味着你需要直接修改输入的二维矩阵。请不要使用另一个矩阵来旋转图像
【示例】
给定 matrix =
[
[1,2,3],
[4,5,6],
[7,8,9]
],
原地旋转输入矩阵，使其变为:
[
[7,4,1],
[8,5,2],
[9,6,3]
]
【解题思路】
方法一：每次交换菱形四个顶点
class Solution {
public void rotate(int[][] matrix) {
int start = 0, end = matrix.length - 1;
while(start < end) {
for(int i = 0; i < end - start; i++) {
int t = matrix[start][start + i];
matrix[start][start + i] = matrix[end - i][start];
matrix[end - i][start] = matrix[end][end - i];
matrix[end][end - i] = matrix[start + i][end];
matrix[start + i][end] = t;
}
start++;
end--;
}
}
}
方法二：递归版
class Solution {
public void rotate(int[][] matrix) {
f(matrix, 0, matrix.length - 1, matrix.length - 1);
}
public void f(int[][] matrix, int start, int end, int n) {
if(start >= end) {
return;
}
for(int i = 0; i < n; i++) {
int t = matrix[start][start + i];
matrix[start][start + i] = matrix[end - i][start];
matrix[end - i][start] = matrix[end][end - i];
matrix[end][end - i] = matrix[start + i][end];
matrix[start + i][end] = t;
}
f(matrix, start + 1, end - 1, n - 2);
}
}
方法三：先按主对角线反转，再按中轴线反转
class Solution {
public void rotate(int[][] matrix) {
int n = matrix.length;
for(int i = 0; i < n; i++) {
for(int j = i + 1; j < n; j++) {
int t = matrix[i][j];
matrix[i][j] = matrix[j][i];
matrix[j][i] = t;
}
}
for(int i = 0; i < n; i++) {
for(int j = 0; j < n / 2; j++) {
int t = matrix[i][j];
matrix[i][j] = matrix[i][n - j - 1];
matrix[i][n - j - 1] = t;
}
}
}
}
反转链表★
【题目】定义一个函数，输入一个链表的头节点，反转该链表并输出反转后链表的头节点
【示例】
输入: 1->2->3->4->5->NULL
输出: 5->4->3->2->1->NULL
【解题思路】遍历头插法
class Solution {
public ListNode reverseList(ListNode head) {
ListNode dummy = new ListNode(-1);
ListNode p = null;
while(head != null) {
p = head;
head = head.next;
p.next = dummy.next;
dummy.next = p;
}
return dummy.next;
}
}
旋转链表★★
【题目】给定一个链表，旋转链表，将链表每个节点向右移动 k 个位置，其中 k 是非负数
【示例】
示例1：
输入: 1->2->3->4->5->NULL, k = 2
输出: 4->5->1->2->3->NULL
示例2：
输入: 0->1->2->NULL, k = 4
输出: 2->0->1->NULL
【解题思路】
- 求链表长度，对k取余
- 找到分隔的位置
- 连接
class Solution {
public ListNode rotateRight(ListNode head, int k) {
if(head == null || head.next == null) return head;
int len = 0;
ListNode p = head;
while(p != null) {
len++;
p = p.next;
}
k %= len;
if(k == 0) return head;
k = len - k;
p = head;
while(k > 1) {
p = p.next;
k--;
}
ListNode newHead = p.next;
p.next = null;
p = newHead;
while(p.next != null) {
p = p.next;
}
p.next = head;
return newHead;
}
}
旋转函数★★
【题目】给定一个长度为 n 的整数数组 A ，
假设 Bk 是数组 A 顺时针旋转 k 个位置后的数组，我们定义 A 的“旋转函数” F 为：
F(k) = 0 * Bk[0] + 1 * Bk[1] + ... + (n-1) * Bk[n-1]。
计算F(0), F(1), ..., F(n-1)中的最大值。
注意:
可以认为 n 的值小于 105
【示例】
A = [4, 3, 2, 6]
F(0) = (0 * 4) + (1 * 3) + (2 * 2) + (3 * 6) = 0 + 3 + 4 + 18 = 25
F(1) = (0 * 6) + (1 * 4) + (2 * 3) + (3 * 2) = 0 + 4 + 6 + 6 = 16
F(2) = (0 * 2) + (1 * 6) + (2 * 4) + (3 * 3) = 0 + 6 + 8 + 9 = 23
F(3) = (0 * 3) + (1 * 2) + (2 * 6) + (3 * 4) = 0 + 2 + 12 + 12 = 26
所以 F(0), F(1), F(2), F(3) 中的最大值是 F(3) = 26
【解题思路】
见递推公式
class Solution {
public int maxRotateFunction(int[] A) {
if(A == null || A.length == 0) return 0;
int N = A.length;
//递推公式 f[0] = f[0]
//f[i] = f[i - 1] - sum(A) + A[i - 1] * N
int[] f = new int[N];
int sum = 0;
for(int i = 0; i < N; i++) {
sum += A[i];
f[0] += i * A[i];
}
int res = f[0];
for(int i = 1; i < N; i++) {
f[i] = f[i - 1] - sum + A[i - 1] * N;
res = Math.max(res, f[i]);
}
return res;
}
}
旋转字符串★
【题目】给定两个字符串, A 和 B。
A 的旋转操作就是将 A 最左边的字符移动到最右边。 例如, 若 A = ‘abcde’，在移动一次之后结果就是’bcdea’ 。如果在若干次旋转操作之后，A 能变成B，那么返回True
【示例】
示例 1:
输入: A = 'abcde', B = 'cdeab'
输出: true
示例 2:
输入: A = 'abcde', B = 'abced'
输出: false
【解题思路】
方法一：暴力模拟法
class Solution {
public boolean rotateString(String A, String B) {
if(A.equals(B)) return true;
if(A.equals("") || B.equals("") || A.length() != B.length()) return false;
char begin = B.charAt(0);
StringBuffer a = new StringBuffer(A);
for(int i = 0; i < a.length(); i++){
if(a.charAt(0) == begin){
if(a.toString().equals(B)) return true;
}
char c = a.charAt(0);
a = a.delete(0, 1);
a.append(c);
}
return false;
}
}
方法二：题目可以转化为A+A中是否包含B
public boolean rotateString(String A, String B) {
return A.length() == B.length() && (A + A).matches("^[A-Za-z]*" + B + "[A-Za-z]*$");
}
public boolean rotateString(String A, String B) {
return A.length() == B.length() && (A + A).contains(B);
}