* [3. 数组中重复的数字](#3-数组中重复的数字) * [4. 二维数组中的查找](#4-二维数组中的查找) * [5. 替换空格](#5-替换空格) * [6. 从尾到头打印链表](#6-从尾到头打印链表) * [7. 重建二叉树](#7-重建二叉树) * [8. 二叉树的下一个结点](#8-二叉树的下一个结点) * [9. 用两个栈实现队列](#9-用两个栈实现队列) # 3. 数组中重复的数字 [NowCoder](https://www.nowcoder.com/practice/623a5ac0ea5b4e5f95552655361ae0a8?tpId=13&tqId=11203&tPage=1&rp=1&ru=/ta/coding-interviews&qru=/ta/coding-interviews/question-ranking) ## 题目描述 在一个长度为 n 的数组里的所有数字都在 0 到 n-1 的范围内。数组中某些数字是重复的，但不知道有几个数字是重复的，也不知道每个数字重复几次。请找出数组中任意一个重复的数字。 ```html Input: {2, 3, 1, 0, 2, 5} Output: 2 ``` ## 解题思路 要求时间复杂度 O(N)，空间复杂度 O(1)。因此不能使用排序的方法，也不能使用额外的标记数组。 对于这种数组元素在 [0, n-1] 范围内的问题，可以将值为 i 的元素调整到第 i 个位置上进行求解。 以 (2, 3, 1, 0, 2, 5) 为例，遍历到位置 4 时，该位置上的数为 2，但是第 2 个位置上已经有一个 2 的值了，因此可以知道 2 重复：

```java public boolean duplicate(int[] nums, int length, int[] duplication) { if (nums == null || length <= 0) return false; for (int i = 0; i < length; i++) { while (nums[i] != i) { if (nums[i] == nums[nums[i]]) { duplication[0] = nums[i]; return true; } swap(nums, i, nums[i]); } } return false; } private void swap(int[] nums, int i, int j) { int t = nums[i]; nums[i] = nums[j]; nums[j] = t; } ``` # 4. 二维数组中的查找 [NowCoder](https://www.nowcoder.com/practice/abc3fe2ce8e146608e868a70efebf62e?tpId=13&tqId=11154&tPage=1&rp=1&ru=/ta/coding-interviews&qru=/ta/coding-interviews/question-ranking) ## 题目描述 给定一个二维数组，其每一行从左到右递增排序，从上到下也是递增排序。给定一个数，判断这个数是否在该二维数组中。 ```html Consider the following matrix: [ [1, 4, 7, 11, 15], [2, 5, 8, 12, 19], [3, 6, 9, 16, 22], [10, 13, 14, 17, 24], [18, 21, 23, 26, 30] ] Given target = 5, return true. Given target = 20, return false. ``` ## 解题思路 要求时间复杂度 O(M + N)，空间复杂度 O(1)。其中 M 为行数，N 为 列数。 该二维数组中的一个数，小于它的数一定在其左边，大于它的数一定在其下边。因此，从右上角开始查找，就可以根据 target 和当前元素的大小关系来缩小查找区间，当前元素的查找区间为左下角的所有元素。

```java public boolean Find(int target, int[][] matrix) { if (matrix == null || matrix.length == 0 || matrix[0].length == 0) return false; int rows = matrix.length, cols = matrix[0].length; int r = 0, c = cols - 1; // 从右上角开始 while (r <= rows - 1 && c >= 0) { if (target == matrix[r][c]) return true; else if (target > matrix[r][c]) r++; else c--; } return false; } ``` # 5. 替换空格 [NowCoder](https://www.nowcoder.com/practice/4060ac7e3e404ad1a894ef3e17650423?tpId=13&tqId=11155&tPage=1&rp=1&ru=/ta/coding-interviews&qru=/ta/coding-interviews/question-ranking) ## 题目描述 将一个字符串中的空格替换成 "%20"。 ```text Input: "A B" Output: "A%20B" ``` ## 解题思路 在字符串尾部填充任意字符，使得字符串的长度等于替换之后的长度。因为一个空格要替换成三个字符（%20），因此当遍历到一个空格时，需要在尾部填充两个任意字符。 令 P1 指向字符串原来的末尾位置，P2 指向字符串现在的末尾位置。P1 和 P2 从后向前遍历，当 P1 遍历到一个空格时，就需要令 P2 指向的位置依次填充 02%（注意是逆序的），否则就填充上 P1 指向字符的值。 从后向前遍是为了在改变 P2 所指向的内容时，不会影响到 P1 遍历原来字符串的内容。

```java public String replaceSpace(StringBuffer str) { int P1 = str.length() - 1; for (int i = 0; i <= P1; i++) if (str.charAt(i) == ' ') str.append(" "); int P2 = str.length() - 1; while (P1 >= 0 && P2 > P1) { char c = str.charAt(P1--); if (c == ' ') { str.setCharAt(P2--, '0'); str.setCharAt(P2--, '2'); str.setCharAt(P2--, '%'); } else { str.setCharAt(P2--, c); } } return str.toString(); } ``` # 6. 从尾到头打印链表 [NowCoder](https://www.nowcoder.com/practice/d0267f7f55b3412ba93bd35cfa8e8035?tpId=13&tqId=11156&tPage=1&rp=1&ru=/ta/coding-interviews&qru=/ta/coding-interviews/question-ranking) ## 题目描述 从尾到头反过来打印出每个结点的值。

## 解题思路 ### 使用递归 要逆序打印链表 1->2->3（3,2,1)，可以先逆序打印链表 2->3(3,2)，最后再打印第一个节点 1。而链表 2->3 可以看成一个新的链表，要逆序打印该链表可以继续使用求解函数，也就是在求解函数中调用自己，这就是递归函数。 ```java public ArrayList printListFromTailToHead(ListNode listNode) { ArrayList ret = new ArrayList<>(); if (listNode != null) { ret.addAll(printListFromTailToHead(listNode.next)); ret.add(listNode.val); } return ret; } ``` ### 使用头插法 使用头插法可以得到一个逆序的链表。 头结点和第一个节点的区别： - 头结点是在头插法中使用的一个额外节点，这个节点不存储值； - 第一个节点就是链表的第一个真正存储值的节点。

```java public ArrayList printListFromTailToHead(ListNode listNode) { // 头插法构建逆序链表 ListNode head = new ListNode(-1); while (listNode != null) { ListNode memo = listNode.next; listNode.next = head.next; head.next = listNode; listNode = memo; } // 构建 ArrayList ArrayList ret = new ArrayList<>(); head = head.next; while (head != null) { ret.add(head.val); head = head.next; } return ret; } ``` ### 使用栈 栈具有后进先出的特点，在遍历链表时将值按顺序放入栈中，最后出栈的顺序即为逆序。

```java public ArrayList printListFromTailToHead(ListNode listNode) { Stack stack = new Stack<>(); while (listNode != null) { stack.add(listNode.val); listNode = listNode.next; } ArrayList ret = new ArrayList<>(); while (!stack.isEmpty()) ret.add(stack.pop()); return ret; } ``` # 7. 重建二叉树 [NowCoder](https://www.nowcoder.com/practice/8a19cbe657394eeaac2f6ea9b0f6fcf6?tpId=13&tqId=11157&tPage=1&rp=1&ru=/ta/coding-interviews&qru=/ta/coding-interviews/question-ranking) ## 题目描述 根据二叉树的前序遍历和中序遍历的结果，重建出该二叉树。假设输入的前序遍历和中序遍历的结果中都不含重复的数字。

## 解题思路 前序遍历的第一个值为根节点的值，使用这个值将中序遍历结果分成两部分，左部分为树的左子树中序遍历结果，右部分为树的右子树中序遍历的结果。

```java // 缓存中序遍历数组每个值对应的索引 private Map indexForInOrders = new HashMap<>(); public TreeNode reConstructBinaryTree(int[] pre, int[] in) { for (int i = 0; i < in.length; i++) indexForInOrders.put(in[i], i); return reConstructBinaryTree(pre, 0, pre.length - 1, 0); } private TreeNode reConstructBinaryTree(int[] pre, int preL, int preR, int inL) { if (preL > preR) return null; TreeNode root = new TreeNode(pre[preL]); int inIndex = indexForInOrders.get(root.val); int leftTreeSize = inIndex - inL; root.left = reConstructBinaryTree(pre, preL + 1, preL + leftTreeSize, inL); root.right = reConstructBinaryTree(pre, preL + leftTreeSize + 1, preR, inL + leftTreeSize + 1); return root; } ``` # 8. 二叉树的下一个结点 [NowCoder](https://www.nowcoder.com/practice/9023a0c988684a53960365b889ceaf5e?tpId=13&tqId=11210&tPage=1&rp=1&ru=/ta/coding-interviews&qru=/ta/coding-interviews/question-ranking) ## 题目描述 给定一个二叉树和其中的一个结点，请找出中序遍历顺序的下一个结点并且返回。注意，树中的结点不仅包含左右子结点，同时包含指向父结点的指针。 ```java public class TreeLinkNode { int val; TreeLinkNode left = null; TreeLinkNode right = null; TreeLinkNode next = null; TreeLinkNode(int val) { this.val = val; } } ``` ## 解题思路 ① 如果一个节点的右子树不为空，那么该节点的下一个节点是右子树的最左节点；

② 否则，向上找第一个左链接指向的树包含该节点的祖先节点。

```java public TreeLinkNode GetNext(TreeLinkNode pNode) { if (pNode.right != null) { TreeLinkNode node = pNode.right; while (node.left != null) node = node.left; return node; } else { while (pNode.next != null) { TreeLinkNode parent = pNode.next; if (parent.left == pNode) return parent; pNode = pNode.next; } } return null; } ``` # 9. 用两个栈实现队列 [NowCoder](https://www.nowcoder.com/practice/54275ddae22f475981afa2244dd448c6?tpId=13&tqId=11158&tPage=1&rp=1&ru=/ta/coding-interviews&qru=/ta/coding-interviews/question-ranking) ## 题目描述 用两个栈来实现一个队列，完成队列的 Push 和 Pop 操作。 ## 解题思路 in 栈用来处理入栈（push）操作，out 栈用来处理出栈（pop）操作。一个元素进入 in 栈之后，出栈的顺序被反转。当元素要出栈时，需要先进入 out 栈，此时元素出栈顺序再一次被反转，因此出栈顺序就和最开始入栈顺序是相同的，先进入的元素先退出，这就是队列的顺序。

```java Stack in = new Stack(); Stack out = new Stack(); public void push(int node) { in.push(node); } public int pop() throws Exception { if (out.isEmpty()) while (!in.isEmpty()) out.push(in.pop()); if (out.isEmpty()) throw new Exception("queue is empty"); return out.pop(); } ```
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