CS-Notes/docs/notes/剑指 Offer 题解 - 60~68.md
2019-06-27 11:30:41 +08:00

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<!-- GFM-TOC -->
* [60. n 个骰子的点数](#60-n-个骰子的点数)
* [61. 扑克牌顺子](#61-扑克牌顺子)
* [62. 圆圈中最后剩下的数](#62-圆圈中最后剩下的数)
* [63. 股票的最大利润](#63-股票的最大利润)
* [64. 1+2+3+...+n](#64--123n)
* [65. 不用加减乘除做加法](#65-不用加减乘除做加法)
* [66. 构建乘积数组](#66-构建乘积数组)
* [67. 把字符串转换成整数](#67-把字符串转换成整数)
* [68. 树中两个节点的最低公共祖先](#68-树中两个节点的最低公共祖先)
<!-- GFM-TOC -->
# 60. n 个骰子的点数
[Lintcode](https://www.lintcode.com/en/problem/dices-sum/)
## 题目描述
n 个骰子仍在地上求点数和为 s 的概率
<div align="center"> <img src="https://cs-notes-1256109796.cos.ap-guangzhou.myqcloud.com/195f8693-5ec4-4987-8560-f25e365879dd.png" width="300px"> </div><br>
## 解题思路
### 动态规划
使用一个二维数组 dp 存储点数出现的次数其中 dp[i][j] 表示前 i 个骰子产生点数 j 的次数
空间复杂度O(N<sup>2</sup>)
```java
public List<Map.Entry<Integer, Double>> dicesSum(int n) {
final int face = 6;
final int pointNum = face * n;
long[][] dp = new long[n + 1][pointNum + 1];
for (int i = 1; i <= face; i++)
dp[1][i] = 1;
for (int i = 2; i <= n; i++)
for (int j = i; j <= pointNum; j++) /* 使用 i 个骰子最小点数为 i */
for (int k = 1; k <= face && k <= j; k++)
dp[i][j] += dp[i - 1][j - k];
final double totalNum = Math.pow(6, n);
List<Map.Entry<Integer, Double>> ret = new ArrayList<>();
for (int i = n; i <= pointNum; i++)
ret.add(new AbstractMap.SimpleEntry<>(i, dp[n][i] / totalNum));
return ret;
}
```
### 动态规划 + 旋转数组
空间复杂度O(N)
```java
public List<Map.Entry<Integer, Double>> dicesSum(int n) {
final int face = 6;
final int pointNum = face * n;
long[][] dp = new long[2][pointNum + 1];
for (int i = 1; i <= face; i++)
dp[0][i] = 1;
int flag = 1; /* 旋转标记 */
for (int i = 2; i <= n; i++, flag = 1 - flag) {
for (int j = 0; j <= pointNum; j++)
dp[flag][j] = 0; /* 旋转数组清零 */
for (int j = i; j <= pointNum; j++)
for (int k = 1; k <= face && k <= j; k++)
dp[flag][j] += dp[1 - flag][j - k];
}
final double totalNum = Math.pow(6, n);
List<Map.Entry<Integer, Double>> ret = new ArrayList<>();
for (int i = n; i <= pointNum; i++)
ret.add(new AbstractMap.SimpleEntry<>(i, dp[1 - flag][i] / totalNum));
return ret;
}
```
# 61. 扑克牌顺子
[NowCoder](https://www.nowcoder.com/practice/762836f4d43d43ca9deb273b3de8e1f4?tpId=13&tqId=11198&tPage=1&rp=1&ru=/ta/coding-interviews&qru=/ta/coding-interviews/question-ranking)
## 题目描述
五张牌其中大小鬼为癞子牌面为 0判断这五张牌是否能组成顺子
<div align="center"> <img src="https://cs-notes-1256109796.cos.ap-guangzhou.myqcloud.com/eaa506b6-0747-4bee-81f8-3cda795d8154.png" width="350px"> </div><br>
## 解题思路
```java
public boolean isContinuous(int[] nums) {
if (nums.length < 5)
return false;
Arrays.sort(nums);
// 统计癞子数量
int cnt = 0;
for (int num : nums)
if (num == 0)
cnt++;
// 使用癞子去补全不连续的顺子
for (int i = cnt; i < nums.length - 1; i++) {
if (nums[i + 1] == nums[i])
return false;
cnt -= nums[i + 1] - nums[i] - 1;
}
return cnt >= 0;
}
```
# 62. 圆圈中最后剩下的数
[NowCoder](https://www.nowcoder.com/practice/f78a359491e64a50bce2d89cff857eb6?tpId=13&tqId=11199&tPage=1&rp=1&ru=/ta/coding-interviews&qru=/ta/coding-interviews/question-ranking)
## 题目描述
让小朋友们围成一个大圈然后随机指定一个数 m让编号为 0 的小朋友开始报数每次喊到 m-1 的那个小朋友要出列唱首歌然后可以在礼品箱中任意的挑选礼物并且不再回到圈中从他的下一个小朋友开始继续 0...m-1 报数 .... 这样下去 .... 直到剩下最后一个小朋友可以不用表演
## 解题思路
约瑟夫环圆圈长度为 n 的解可以看成长度为 n-1 的解再加上报数的长度 m因为是圆圈所以最后需要对 n 取余
```java
public int LastRemaining_Solution(int n, int m) {
if (n == 0) /* 特殊输入的处理 */
return -1;
if (n == 1) /* 递归返回条件 */
return 0;
return (LastRemaining_Solution(n - 1, m) + m) % n;
}
```
# 63. 股票的最大利润
[Leetcode](https://leetcode.com/problems/best-time-to-buy-and-sell-stock/description/)
## 题目描述
可以有一次买入和一次卖出买入必须在前求最大收益
<div align="center"> <img src="https://cs-notes-1256109796.cos.ap-guangzhou.myqcloud.com/42661013-750f-420b-b3c1-437e9a11fb65.png" width="220px"> </div><br>
## 解题思路
使用贪心策略假设第 i 轮进行卖出操作买入操作价格应该在 i 之前并且价格最低
```java
public int maxProfit(int[] prices) {
if (prices == null || prices.length == 0)
return 0;
int soFarMin = prices[0];
int maxProfit = 0;
for (int i = 1; i < prices.length; i++) {
soFarMin = Math.min(soFarMin, prices[i]);
maxProfit = Math.max(maxProfit, prices[i] - soFarMin);
}
return maxProfit;
}
```
# 64. 1+2+3+...+n
[NowCoder](https://www.nowcoder.com/practice/7a0da8fc483247ff8800059e12d7caf1?tpId=13&tqId=11200&tPage=1&rp=1&ru=/ta/coding-interviews&qru=/ta/coding-interviews/question-ranking)
## 题目描述
要求不能使用乘除法forwhileifelseswitchcase 等关键字及条件判断语句 A ? B : C
## 解题思路
使用递归解法最重要的是指定返回条件但是本题无法直接使用 if 语句来指定返回条件
条件与 && 具有短路原则即在第一个条件语句为 false 的情况下不会去执行第二个条件语句利用这一特性将递归的返回条件取非然后作为 && 的第一个条件语句递归的主体转换为第二个条件语句那么当递归的返回条件为 true 的情况下就不会执行递归的主体部分递归返回
本题的递归返回条件为 n <= 0取非后就是 n > 0递归的主体部分为 sum += Sum_Solution(n - 1)转换为条件语句后就是 (sum += Sum_Solution(n - 1)) > 0
```java
public int Sum_Solution(int n) {
int sum = n;
boolean b = (n > 0) && ((sum += Sum_Solution(n - 1)) > 0);
return sum;
}
```
# 65. 不用加减乘除做加法
[NowCoder](https://www.nowcoder.com/practice/59ac416b4b944300b617d4f7f111b215?tpId=13&tqId=11201&tPage=1&rp=1&ru=/ta/coding-interviews&qru=/ta/coding-interviews/question-ranking)
## 题目描述
写一个函数求两个整数之和要求不得使用 +-\*/ 四则运算符号
## 解题思路
a ^ b 表示没有考虑进位的情况下两数的和(a & b) << 1 就是进位
递归会终止的原因是 (a & b) << 1 最右边会多一个 0那么继续递归进位最右边的 0 会慢慢增多最后进位会变为 0递归终止
```java
public int Add(int a, int b) {
return b == 0 ? a : Add(a ^ b, (a & b) << 1);
}
```
# 66. 构建乘积数组
[NowCoder](https://www.nowcoder.com/practice/94a4d381a68b47b7a8bed86f2975db46?tpId=13&tqId=11204&tPage=1&rp=1&ru=/ta/coding-interviews&qru=/ta/coding-interviews/question-ranking)
## 题目描述
给定一个数组 A[0, 1,..., n-1]请构建一个数组 B[0, 1,..., n-1]其中 B 中的元素 B[i]=A[0]\*A[1]\*...\*A[i-1]\*A[i+1]\*...\*A[n-1]要求不能使用除法
<div align="center"> <img src="https://cs-notes-1256109796.cos.ap-guangzhou.myqcloud.com/4240a69f-4d51-4d16-b797-2dfe110f30bd.png" width="250px"> </div><br>
## 解题思路
```java
public int[] multiply(int[] A) {
int n = A.length;
int[] B = new int[n];
for (int i = 0, product = 1; i < n; product *= A[i], i++) /* 从左往右累乘 */
B[i] = product;
for (int i = n - 1, product = 1; i >= 0; product *= A[i], i--) /* 从右往左累乘 */
B[i] *= product;
return B;
}
```
# 67. 把字符串转换成整数
[NowCoder](https://www.nowcoder.com/practice/1277c681251b4372bdef344468e4f26e?tpId=13&tqId=11202&tPage=1&rp=1&ru=/ta/coding-interviews&qru=/ta/coding-interviews/question-ranking)
## 题目描述
将一个字符串转换成一个整数字符串不是一个合法的数值则返回 0要求不能使用字符串转换整数的库函数
```html
Iuput:
+2147483647
1a33
Output:
2147483647
0
```
## 解题思路
```java
public int StrToInt(String str) {
if (str == null || str.length() == 0)
return 0;
boolean isNegative = str.charAt(0) == '-';
int ret = 0;
for (int i = 0; i < str.length(); i++) {
char c = str.charAt(i);
if (i == 0 && (c == '+' || c == '-')) /* 符号判定 */
continue;
if (c < '0' || c > '9') /* 非法输入 */
return 0;
ret = ret * 10 + (c - '0');
}
return isNegative ? -ret : ret;
}
```
# 68. 树中两个节点的最低公共祖先
## 解题思路
### 二叉查找树
[Leetcode : 235. Lowest Common Ancestor of a Binary Search Tree](https://leetcode.com/problems/lowest-common-ancestor-of-a-binary-search-tree/description/)
二叉查找树中两个节点 p, q 的公共祖先 root 满足 root.val >= p.val && root.val <= q.val
<div align="center"> <img src="https://cs-notes-1256109796.cos.ap-guangzhou.myqcloud.com/047faac4-a368-4565-8331-2b66253080d3.jpg" width="220"/> </div><br>
```java
public TreeNode lowestCommonAncestor(TreeNode root, TreeNode p, TreeNode q) {
if (root == null)
return root;
if (root.val > p.val && root.val > q.val)
return lowestCommonAncestor(root.left, p, q);
if (root.val < p.val && root.val < q.val)
return lowestCommonAncestor(root.right, p, q);
return root;
}
```
### 普通二叉树
[Leetcode : 236. Lowest Common Ancestor of a Binary Tree](https://leetcode.com/problems/lowest-common-ancestor-of-a-binary-tree/description/)
在左右子树中查找是否存在 p 或者 q如果 p q 分别在两个子树中那么就说明根节点就是最低公共祖先
<div align="center"> <img src="https://cs-notes-1256109796.cos.ap-guangzhou.myqcloud.com/d27c99f0-7881-4f2d-9675-c75cbdee3acd.jpg" width="250"/> </div><br>
```java
public TreeNode lowestCommonAncestor(TreeNode root, TreeNode p, TreeNode q) {
if (root == null || root == p || root == q)
return root;
TreeNode left = lowestCommonAncestor(root.left, p, q);
TreeNode right = lowestCommonAncestor(root.right, p, q);
return left == null ? right : right == null ? left : root;
}
```
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