热身级别

数组中重复的数字

题源：https://leetcode-cn.com/problems/shu-zu-zhong-zhong-fu-de-shu-zi-lcof/

思路：使用map或HashSet来遍历一遍就可以找出重复的字符

样例解答

class Solution {public int findRepeatDocument(int[] documents) {Map<Integer, Integer> map = new HashMap();for(int i : documents){// 判断是否已经存在if(map.containsKey(i)){return i;}// 不存在则记录到mapmap.put(i, 1);}// 未找到return -1;}
}

class Solution {public int findRepeatDocument(int[] documents) {  Set<Integer> set = new HashSet<>();  for(int i : documents){  // 如果添加失败，则说明已经存在该元素，直接返回  if(!set.add(i)){  return i;  }  }  // 未找到  return -1;  }  
}

用两个栈实现队列

题源：https://leetcode.cn/problems/yong-liang-ge-zhan-shi-xian-dui-lie-lcof/

思路：Stack1正向进入，队头在栈底，用于进队列操作；Stack2是Stack1倒栈形成，队头在栈顶，用于出队列操作。

样例解答

class CQueue {// 操作push元素private Stack<Integer> stack1;// 操作pop元素private Stack<Integer> stack2;public CQueue() {stack1 = new Stack<>();stack2 = new Stack<>();}public void appendTail(int value) {// 操作stack1stack1.push(value);}public int deleteHead() {// 操作stack2if(!stack2.isEmpty()){return stack2.pop();}// stack2为空，需要进行倒栈while(!stack1.isEmpty()){stack2.push(stack1.pop());}// 再次操作stack2if(!stack2.isEmpty()){return stack2.pop();}// 为空的情况return -1;}
}

非递归实现斐波那契数列

题源：https://leetcode.cn/problems/fei-bo-na-qi-shu-lie-lcof/description/

思路：循环来实现，2个变量保留前2个历史值。

样例解答

class Solution {public int fib(int n) {if(n<=1){return n;}// n-2值int p2=0;// n-1值int p1=1;for(int i=2;i<=n;i++){// int t = (p1+p2)%1000000007;int t = p1+p2;p2=p1;p1=t;}return p1;}
}

log(n)复杂度查找旋转数组的最小数字

题源：https://leetcode.cn/problems/xuan-zhuan-shu-zu-de-zui-xiao-shu-zi-lcof/description/

思路：原来是排序数组，现队尾是原排序数组的中间值，二分查找并和现队尾比较来确定舍弃哪部分。

样例解答

class Solution {public int stockManagement(int[] stock) {int low = 0;int high = stock.length - 1;while(low<high){// 现在队列的队尾都是原队列的分割点，根据和其比较来判断mid的位置（不使用队头是因为要考虑现队列为升序情况）int mid = (low + high)/2;if(stock[mid] > stock[high]){// mid在原队列的分割点后面，现在变为现队列的前部（原队列头部现在在其后面），故舍去其前的部分；且mid比high点值大，肯定非最小值，故low可取mid+1，避免low+1=high时死循环low = mid + 1;} else if(stock[mid] < stock[high]) {// mid在原队列的分割点前面，现在变为现队列的后部（原队列头部现在在其前面），故舍去其后部分high = mid;} else {// mid和high位置的值相同，则可能在前，也可能在后，故前后部分都不能舍弃，仅舍去high这个边界点high = high - 1;}}return stock[low];}
}

调整数组顺序使奇数位于偶数前面

题源：https://leetcode.cn/problems/diao-zheng-shu-zu-shun-xu-shi-qi-shu-wei-yu-ou-shu-qian-mian-lcof/

首位双指针遍历交换奇偶

样例解答

class Solution {public int[] trainingPlan(int[] actions) {int head = 0;int tail = actions.length - 1;while(true){// 从头部开始寻找偶数while(head<tail && actions[head]%2!=0)head++;// 从尾部开始寻找奇数while(head<tail && actions[tail]%2!=1)tail--;// 交换找到的奇数偶数if(head<tail){int t = actions[head];actions[head] = actions[tail];actions[tail] = t;} else {// head和tail相遇，出口return actions;}}}
}

连续子数组的最大和

题源：https://leetcode.cn/problems/lian-xu-zi-shu-zu-de-zui-da-he-lcof/

每当sum小于0就置0，并记录sum的最大值。

样例解答

class Solution {public int maxSales(int[] sales) {int max = sales[0];int pre = sales[0];for(int i = 1;i<sales.length;i++){// 动态规划，实际不需要保存max[]，只需要保存前值// max[i]表示以i位置结尾的连续子数组最大和，则：// max[0]=sales[0]// max[i] = max[i-1]+sales[i];(max[i-1]>0)// max[i] = 0+sales[i];(max[i-1]<=0)int cur=pre>0?pre+sales[i]:sales[i];if(cur>max){max = cur;}pre=cur;}return max;}
}

第一个只出现一次的字符

题源：https://leetcode.cn/problems/di-yi-ge-zhi-chu-xian-yi-ci-de-zi-fu-lcof/description/

思路：使用Map记录出现次数。考虑到只有小写字母，也可使用字母表数组实现会更高效。

样例解答

class Solution {public char dismantlingAction(String arr) {Map<Character, Boolean> map = new HashMap<>(arr.length());// 循环一遍，记录是否重复字符for(char c : arr.toCharArray()){if(map.containsKey(c)){map.put(c, false);} else {map.put(c, true);}}// 循环一遍，寻找第一个不重复字符for(char c : arr.toCharArray()){if(map.get(c)){return c;}}// 不存在不重复字符return ' ';}
}

class Solution {public char dismantlingAction(String arr) {// 代表了26个字母表的数组byte[] charArr = new byte[26];char[] sc = arr.toCharArray();byte init = 0;byte one = 1;byte more = 2;for(char c : sc){// 标记对应字母表位置的记号charArr[c-'a']=charArr[c-'a']==init?one:more;}for(char c : sc){// 寻找第一个非重复的字母if(charArr[c-'a']==one){return c;}}return ' ';}
}

在排序数组中查找数字出现的次数

题源：https://leetcode.cn/problems/zai-pai-xu-shu-zu-zhong-cha-zhao-shu-zi-lcof/description/

2次二分查找重复数字的前、后边界

样例题解

class Solution {public int countTarget(int[] scores, int target) {// 二分查找int low = 0;int high = scores.length - 1;int targetIndex = -1;while(low <= high){int mid = (low + high)/2;if(scores[mid] == target){// 找到目标，直接退出targetIndex = mid;break;}if(scores[mid] < target){// 目标在mid右侧，舍去mid左侧low = mid + 1;} else {// 目标在mid左侧，舍去mid右侧high = mid - 1;}}// 未找到目标if(targetIndex == -1){return 0;}// 进一步二分查找左边界int tLow = low;int tHigh = targetIndex;int leftIndex = -1;while(true){ // 左边界一定存在，故死循环即可int mid = (tLow + tHigh)/2;if(scores[mid] == target){if(mid==tLow || scores[mid-1]<target){// 找到左边界leftIndex = mid;break;}// 非左边界，目标在mid左侧，舍去mid右侧tHigh = mid - 1;} else {// 只剩target[mid]<target的情况，此时，目标在mid右侧，舍去mid左侧tLow = mid + 1;}}// 进一步二分查找右边界tLow = targetIndex;tHigh = high;int rightIndex = -1;while(true){ // 右边界一定存在，故死循环即可int mid = (tLow + tHigh)/2;if(scores[mid] == target){if(mid==tHigh || scores[mid+1]>target){// 找到右边界rightIndex = mid;break;}// 非右边界，目标在mid右侧，舍去mid左侧tLow = mid + 1;} else {// 只剩target[mid]>target的情况，此时，目标在mid左侧，舍去mid右侧tHigh = mid - 1;}}return rightIndex - leftIndex + 1;}
}

查找0～n-1中缺失的数字

题源：https://leetcode.cn/problems/que-shi-de-shu-zi-lcof/

思路：二分查找，判断是否是目标的依据：该位置的值和该位置坐标是否相同

样例解答

class Solution {public int takeAttendance(int[] records) {int low = 0;int high = records.length - 1;while(low <= high){int mid = (low + high)/2;if(records[mid] != mid){// 判断是否是分界点if(mid==0 || records[mid-1] == mid-1){return mid;}// 分界点在mid左侧，舍去mid右侧部分high = mid - 1;} else {// 分界点在mid右侧，舍弃mid左侧部分low = mid + 1;}}// 没有找到，返回最后1个数，即数组长度return records.length;}
}

和为s的两个数字

题源：https://leetcode.cn/problems/he-wei-sde-liang-ge-shu-zi-lcof/description/

双位指针。当和大了移动尾指针，当和小了移动首指针，当首指针>尾指针结束。

样例题解

class Solution {public int[] twoSum(int[] price, int target) {int head = 0;int tail = price.length-1;while(head<=tail){if(price[head] + price[tail] == target){// 找到目标return new int[]{price[head], price[tail]};}if(price[head] + price[tail] > target){// 和偏大，前移尾指针tail--;} else {// 和偏小，后移头指针head++;}}// 未找到return new int[0];}
}

和为s的连续正数序列

题源：https://leetcode.cn/problems/he-wei-sde-lian-xu-zheng-shu-xu-lie-lcof/description/

思路：1）双循环枚举，第2个循环直接使用求和公式替代，根据求和公式反向求解可行的终点。2）滑动窗口双指针。初始时窗口为1-2，sum=3，当sum小于s时尾指针后移，当大于时首指针后移，当相等时记录并首指针后移。当首指针等于尾指针时结束。

样例题解

class Solution {public int[][] fileCombination(int target) {int head = 1;int tail = 2;List<List<Integer>> rst = new ArrayList();while(head<tail){// 计算head至tail的值int sum=(head+tail)*(tail-head+1)/2;if(sum==target){// 找到一个目标，记录并后移head指针List<Integer> one = new ArrayList();for(int i=head;i<=tail;i++){one.add(i);}rst.add(one);head++;}if(sum>target){// 和偏大，后移head指针head++;} else {// 和偏小，后移tail指针tail++;}}// 组装答案int[][] rstArr = new int[rst.size()][];int i = 0;for(List<Integer> one : rst){int[] oneArr = one.stream().mapToInt(Integer::intValue).toArray();rstArr[i++] = oneArr;}return rstArr;}
}

翻转单词顺序

题源：https://leetcode.cn/problems/fan-zhuan-dan-ci-shun-xu-lcof/description/

双指针倒序遍历。

样例解答

class Solution {public String reverseMessage(String message) {int start = message.length() - 1;int end = message.length() - 1;StringBuilder sb = new StringBuilder();while(true){// 先end指针寻找单词结尾while(end>=0 && message.charAt(end) == ' '){end--;}if(end<0){// 未找到，结束return sb.length()>0?sb.deleteCharAt(sb.length()-1).toString():"";}// 再start指针寻找单词开始start = end;while(start>=0 && message.charAt(start) != ' '){start--;}// 记录单词，即[start-1,end]sb.append(message.substring(start+1, end+1));sb.append(' ');// 将end移动到下一次寻找为止end = start;}}
}

两数之和

题源：https://leetcode.cn/problems/two-sum/description/

思路：使用Map存储，遍历同时查找Map是否存在所求之数

class Solution {public int[] twoSum(int[] nums, int target) {Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();// 循环时边查询是否存在匹配的，边插入for(int i=0;i<nums.length;i++){if(map.containsKey(target-nums[i])){// 查询到，结束return new int[]{i, map.get(target-nums[i])};}map.put(nums[i], i);}return new int[0];}
}

实战级别

数组中的逆序对

题源：https://leetcode.cn/problems/shu-zu-zhong-de-ni-xu-dui-lcof/

思路：分治法，类似归并排序的做法，在合并2个有序数组时，计算逆序对。

样例解答

class Solution {// 逆序计数private int count;public int reversePairs(int[] record) {count = 0;sortMerge(record);return count;}private int[] sortMerge(int[] record){int len = record.length;// 出口if(len <= 1){return record;}// 拆分2部分分别进行归并排序int mid = len/2;int[] sorted1 = sortMerge(Arrays.copyOfRange(record, 0, mid));int[] sorted2 = sortMerge(Arrays.copyOfRange(record, mid, len));// 逆序合并2个有序数组int i = 0;int j = 0;int cur = 0;int[] merged = new int[len];while(i<mid && j<len-mid){if(sorted1[i]>sorted2[j]){// 在逆序合并中，当前情况说明sorted1当前元素比sorted2中剩余的所有元素都大，而sorted1在原数组中位于sorted2前面，故sorted2中剩余的元素个数即为逆序对个数count += len - mid - j;merged[cur++] = sorted1[i++];} else {merged[cur++] = sorted2[j++];}}// 处理剩余的部分while(i<mid){merged[cur++] = sorted1[i++];}while(j<len-mid){merged[cur++] = sorted2[j++];}return merged;}
}

把数组排成最小的数

题源：https://leetcode.cn/problems/ba-shu-zu-pai-cheng-zui-xiao-de-shu-lcof/

利用字符串s1+s2和s2+s1的比较来确定s1和s2哪个比较小。

样例解答

class Solution {public String crackPassword(int[] password) {List<String> list = new ArrayList<>();// 将数字转换为字符串for(int i : password){list.add(String.valueOf(i));}// 对字符串列表排序，然后拼接为字符串// 不使用字符串自然序比较，是因为类似3和30这种情况下会出错。return list.stream().sorted((s1, s2)->(s1+s2).compareTo(s2+s1)).collect(Collectors.joining(""));}
}

无重复字符的最长子串

题源：https://leetcode.cn/problems/zui-chang-bu-han-zhong-fu-zi-fu-de-zi-zi-fu-chuan-lcof/description/

思路：2个指针记录滑动窗口（表示当前最长不重复字符串）的首尾，不断移动尾指针，如果尾部值已经在滑动窗口内就移动首指针直至将其移出；使用map/HashSet存储滑动窗口内的值来加速查找；不断根据滑动窗口大小更新max值。

样例解答

class Solution {public int dismantlingAction(String arr) {if(arr.length() <= 1){return arr.length();}int max = 1;Set<Character> set = new HashSet<>();int head = 0;int tail = 1;set.add(arr.charAt(0));while(tail < arr.length()){// 判断当前tail是否存在于当前窗口中if(!set.add(arr.charAt(tail))){// 添加失败，说明当前值已经在窗口中存在。需要将head前移，直至该值移出窗口// 先统计当前窗口的长度，更新max记录if(set.size()>max){max = set.size();}while(arr.charAt(head) != arr.charAt(tail)){set.remove(arr.charAt(head));head++;}head++;}// 继续扩大窗口tail++;}// 统计当前窗口的长度，更新max记录if(set.size()>max){max = set.size();}return max;}
}

class Solution {public int lengthOfLongestSubstring(String s) {if(s.length() <= 1){return s.length();}int max = 1;// map存储元素和其下标，不做删除，故需要和窗口的左边界比较判断是否在窗口内Map<Character, Integer> map = new HashMap<>();int head = 0;int tail = 1;map.put(s.charAt(0), 0);while(tail < s.length()){// 判断当前tail是否存在于当前窗口中if(map.containsKey(s.charAt(tail)) && map.get(s.charAt(tail))>=head){// 当前值已经在窗口中存在。需要将head前移至重复的元素的下一个位置// 先统计当前窗口的长度，更新max记录if(tail-head>max){max = tail-head;}head=map.get(s.charAt(tail))+1;// 更新重复元素的新坐标map.put(s.charAt(tail), tail);} else {// 添加元素map.put(s.charAt(tail), tail);}// 继续扩大窗口tail++;}// 统计当前窗口的长度，更新max记录if(tail-head>max){max = tail-head;}return max;}
}

// 动态规划方法
class Solution {public int dismantlingAction(String arr) {if(arr.length() <= 1){return arr.length();}int max = 1;// 动态规划// 设max[i]表示以i位置结尾的最长不重复字符串，则：// max[0]=第一个字符;// max[i]=max[i-1]+当前字符;(max[i-1]不包含当前字符)// max[i]=max[i-1]中当前字符之后的部分+当前字符;(max[i-1]包含当前字符)// 实际不需要保存max[]，只需要保存前值即可String pre = arr.substring(0,1);for(int i=1;i<arr.length();i++){int index = pre.indexOf(arr.charAt(i));if(index==-1){pre=pre+arr.charAt(i);} else {pre=pre.substring(index+1)+arr.charAt(i);}// 统计pre长度，更新maxif(pre.length() > max){max = pre.length();}}return max;}
}

寻找2个仅出现1次的数字

题源：https://leetcode.cn/problems/shu-zu-zhong-shu-zi-chu-xian-de-ci-shu-lcof/description/

思路：位运算求解。先求出异或和，从异或和找到某位为1的数，使用该数和数组每个数相异或来判断属于a或b分组，2个分组分别求异或和，得到2个解。

样例解答

class Solution {public int[] sockCollocation(int[] sockets) {// 先对所有值进行异或int s = 0;for(int i : sockets){s=s^i;}// 对s的2进制寻找1个为1的位，该位为1说明2个目标数字在该位的值不同，故依据该位对所有值分为2组，2个目标数字必然各在1个组内1int bit = 0x1;while((s & bit)==0){bit = bit << 1;}// bit即对应位为1，使用其来进行分组int group1 = 0;int group2 = 0;for(int i : sockets){if((i & bit) == 0){// 对应位为0，分到1组，直接进行累加异或group1=group1^i;} else {// 对应位为1，分到2组，直接进行累加异或group2=group2^i;}}// 根据异或性质，累加异或后，group1和group2就只剩不同的值了，即目标数字return new int[]{group1, group2};}
}

寻找仅出现1次的数字

题源：https://leetcode.cn/problems/shu-zu-zhong-shu-zi-chu-xian-de-ci-shu-ii-lcof/description/

1）位运算求解。统计所有数字中从低位到高位该位为1的数字的个数，如果个数不可以整除3，则所求在该位为1。2）状态机。

样例解答待补全