《剑指offer》专题—算法训练 day03

Posted 2021-10-22 RAIN 7

文章目录

• 《剑指offer》专题—算法训练day03
• 一、青蛙跳台阶
• • 思路
• 二、矩形覆盖
• • 思路
• 三、链表中倒数第k个结点
• • 思路
• 四、二进制中1的个数
• • 思路一
  • 思路二
  • 思路三
• 未完待续...

《剑指offer》专题—算法训练day03

  接着上一篇我们提到的 斐波那契数列，我们来 简单了解一下 动态规划问题

  现阶段我们解决动归问题，只需要了解三个步骤

1.定义状态
2.编写状态转移方程
3.设置初始值

  下面我们通过两道题,也就是《青蛙跳台阶》、《矩形覆盖》两个部分进行深入实践

一、青蛙跳台阶

https://www.nowcoder.com/practice/8c82a5b80378478f9484d87d1c5f12a4?

思路

定义状态

我们可以根据题意得到

如果 青蛙要跳到 n 级台阶的跳法怎么算

  我们已知青蛙 一次能跳 1级台阶 或者 2级台阶，所以青蛙最后一步要么跳2节（从n-2开始跳），要么跳1节（从n-1开始跳），我们可得 跳到 n级台阶的跳法 = 跳到（n-1）级台阶的跳法 + 跳到（n-2）级台阶的跳法

得到状态转移方程

f(n) = f(n-1)+f(n-2)

设置初始值

  我们知道 青蛙从第0级台阶开始跳，跳到1级有一种跳法 f(1) = 1 ,跳到2级有两种跳法 f(2) = 2,跳到三级 就有 3种方法 ，f(3 ) = f(1) +f(2) = 3…

所以我们根据这些条件，可以编写相关代码了

相关代码

public class Solution {
    public int jumpFloor(int target){
        
           if(target ==0||target == 1 || target == 2){
               return target;
           }
        
        return jumpFloor(target-1) +jumpFloor(target-2);
    }
}

二、矩形覆盖

https://www.nowcoder.com/practice/72a5a919508a4251859fb2cfb987a0e6?

思路

这个题的思路和上面青蛙跳台阶基本一致，我们还是再来分析一下吧

  我们可以发现，就是如果我们 最后 如果要 覆盖成一个 2*n 的矩形，最后一步的方法，可以一次放1个竖的，要么直接放2个横的

  所以 覆盖2*n矩形的方法 = 覆盖 2 *（n-1) 的所有方法 + 覆盖 2 *（n-2）的所有方法

我们得到了状态转移方程

f(n) = f(n-1)+f(n-2)

然后开始设置初始值

n=0时 方法有0种

f（0 ） = 0

n=1时 方法有1种 （竖的放一个）

f（1）= 1

n=2时 方法有2种 （竖的放两个、或者横的放两个）

f（2） = 2

n=3时，方法有三种，如题中所给的那三种方法

f（3） = 3

根据上述的相关条件，我们可以编写这道题的代码了

public class Solution {
    public int rectCover(int target) {
       // 这个题最后去放时，要么放一个竖的，要么放两个横的
        
        if(target == 0){
            return 0;
        }
        
        if(target==1){
            return 1;
        }
        
        if(target==2){
            return 2;
        }
        
        
        return rectCover(target-2)+rectCover(target-1);
    }
}

三、链表中倒数第k个结点

https://www.nowcoder.com/practice/529d3ae5a407492994ad2a246518148a?

思路

举一个例子：

  我先提供一个 已有的链表结构

  我们现在提供 给一个整形参数 k = 2 ，找到这个链表结构中的倒数第二个节点 。

思路一

思路二

这种思路我们在实际链表中 走一遍…

设置 fast 、slow 指向head 头节点

fast 先走 k-1 步， slow 保持不动

slow、fast 同时向后走，直到 fast 为指为null

  此时 slow 指向的就是 我们题目所求的链表的 倒数第 2 个节点。

  返回 slow。

  好的 思路二能够找到倒数第 K 个节点，我们来就具体实现其每一个步骤的具体思路

1.首先我们传入参数 k 值，要考虑 k的合法性

2.slow、fast 的实际操作

  但是 ，上面的代码思路仍然有缺陷，在判断 k 的合法性时， 如果 k > sizeof() ,我们要调用 sizeof() 函数，此时也是一次 遍历链表的过程，所以 遍历次数两遍，也不符合要求。

  我们还要继续调整…

  这样的思路过程就没有问题了，整体代码遍历一遍。

相关代码

/*
public class ListNode {
    int val;
    ListNode next = null;

    ListNode(int val) {
        this.val = val;
    }
}*/
public class Solution {
    public ListNode FindKthToTail(ListNode head,int k) {
        
//  先对参数的合法性进行判断
        if(head == null){
            return null;
        }
        
        if(k<=0){
            return null;
        }
        
//    k 的合法值应该在[0,size] 之间 （size 是链表的长度）
//     但是为了题解时间复杂度的尽可能小，我们先不对链表进行遍历求长度.
         
//  定义 两个 快慢指针 进行辅助
        ListNode fast = head;
        ListNode slow = head;
        
        while(k>0){
//  如果fast 成为 null ，说明 k的大小超过了链表的长度，k值非法，那么直接返回一个 null
        if(fast == null){
            return null;
        }
//     fast 不为 null 时，快指针先往后走 k 个节点
            fast = fast.next;
            k--;
        }
        
//      fast 先走了k 个节点，然后 fast 和 slow 一起向后遍历.
//       当 fast为null 时，slow 对应的节点就是 倒数第 k 个节点.
        
        while(fast !=null){
            fast = fast.next;
            slow = slow.next;
        }
// 此时返回slow
        return slow;
    }
}

四、二进制中1的个数

https://www.nowcoder.com/practice/8ee967e43c2c4ec193b040ea7fbb10b8?

思路一

  从n的2进制形式的最右边开始判断是不是1,该解法如果输入时负数会陷入死循环，因为负数右移时，在最高位补得是1，在题中最终目的是求1的个数，那么会有无数个1了。

-------------可能陷入死循环的解法---------------------

public class Solution {
    public int NumberOf1(int n) {
          int count= 0;
        while(n!=0){
         if((n&1)== 1){
             count++;
         }
            n >>= 1;
        }
        return count;
    }
    
}

运行结果：

遇到负数循环过多导致运行超时

思路二

所以我们知道题目中给我们提供的都是整形int，一共有32位，所以我们要控制循环的次数

public class Solution {
    public int NumberOf1(int n) {
       int count= 0;
       for(int i =0;i<32;i++){
         if((n&1)== 1){
             count++;
         }
            n >>= 1;
        }
        return count;
    }
    
}

思路三

public class Solution {
    public int NumberOf1(int n) {
          int count= 0;
        while(n!=0){
            count++;
            n = n & (n-1);
        }
        return count;
    }
    
}

分析一下代码：
这段小小的代码，很是巧妙。
如果一个整数不为0，那么这个整数至少有一位是1。如果我们把这个整数减1，那么原来处在整数最右边的1就会变为0，原来在1后面的所有的0都会变成1(如果最右边的1后面还有0的话)。其余所有位将不会受到影响。

  好了，今天的内容就结束了，希望大家多多练习~~

谢谢欣赏！！！

《剑指offer》 算法训练day4 敬请期待…

未完待续…