leetcode hot 100 刷题笔记

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两数之和 -哈希

跳转原题

• 我的解法/官方解法 哈希

• 时间复杂度：O(n)
• 空间复杂度：O(n)

class Solution {
    public int[] twoSum(int[] nums, int target) {
        Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
        map.put(target - nums[0], 0);
        for(int i = 1; i < nums.length; i++){
            if(map.containsKey(nums[i])){
                return new int[]{map.get(nums[i]), i};
            }
            map.put(target - nums[i], i);
        }
        return new int[]{};
        
    }
}

这题有点印象，所以一开始就用的 HashMap 去做。也可以用两层循环暴力去做。

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移动零 - 双指针

跳转原题

• 我的解法 双指针
• 官方解法 双指针

• 时间复杂度：O(n)
• 空间复杂度：O(1)

class Solution {
    public void moveZeroes(int[] nums) {
        if(nums.length == 1){
            return;
        }
        int n = nums.length - 1;
        int i = 0;
        int j = 1;
        while(j < nums.length){
            if(nums[i] != 0){
                i++;
                j++;
            } else {
                if(nums[j] != 0){
                    nums[i] = nums[j];
                    nums[j] = 0;
                    i++;
                    j++;
                } else {
                    j++;
                }
            }
        }

    }
}

• 时间复杂度：O(n)
• 空间复杂度：O(1)

class Solution {
    public void moveZeroes(int[] nums) {
        int n = nums.length, left = 0, right = 0;
        while (right < n) {
            if (nums[right] != 0) {
                int temp = nums[left];
                nums[left] = nums[right];
                nums[right] = temp;
                left++;
            }
            right++;
        }
    }
}

大体逻辑相同，区别在于我的解法是左右指针一开始就分开移动；而官方解法是一开始左右指针重叠移动，出现0元素时左右指针才会分开。

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相交链表 - 链表

跳转原题

• 我的解法 哈希集合
• 官方解法 双指针

• 时间复杂度：O(m+n)
• 空间复杂度：O(m+n)

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) {
 *         val = x;
 *         next = null;
 *     }
 * }
 */
public class Solution {
    public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) {
        Set<ListNode> set = new HashSet<>();
        ListNode tempA = headA;
        ListNode tempB = headB;
        while(tempA != null || tempB != null){
            if(tempA != null){
                if(set.add(tempA)){
                    tempA = tempA.next;
                } else {
                    return tempA;
                }
            }
            if(tempB != null){
                if(set.add(tempB)){
                    tempB = tempB.next;
                } else {
                    return tempB;
                }
            }
        }
        return null;
    }
}

• 时间复杂度：O(m+n)
• 空间复杂度：O(1)

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) {
 *         val = x;
 *         next = null;
 *     }
 * }
 */
public class Solution {
    public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) {
        if(headA == null || headB == null){
            return null;
        }
        
        ListNode tempA = headA;
        ListNode tempB = headB;
        
        while(tempA != null || tempB != null){
            
            if(tempA == null){
                tempA = headB;
            }
            if(tempB == null){
                tempB = headA;
            }
            if(tempA == tempB){
                return tempA;
            }
            tempA = tempA.next;
            tempB = tempB.next;
            
        }
        return null;
    }
}

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反转链表 - 链表

跳转原题

• 我的解法 迭代
• 官方解法二 递归

• 时间复杂度：O(n)
• 空间复杂度：O(1)

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode() {}
 *     ListNode(int val) { this.val = val; }
 *     ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode reverseList(ListNode head) {
        if(head == null){
            return null;
        }

        if(head.next == null){
            return head;
        }

        ListNode tempA = null;
        ListNode tempB = head.next;

        while(head != null){
            head.next = tempA;
            tempA = head;
            head = tempB;
            if(tempB != null){
                tempB = tempB.next;
            }
        }
        return tempA;
        
    }
}

• 时间复杂度：O(n)
• 空间复杂度：O(n)

class Solution {
    public ListNode reverseList(ListNode head) {
        if (head == null || head.next == null) {
            return head;
        }
        ListNode newHead = reverseList(head.next);
        head.next.next = head;
        head.next = null;
        return newHead;
    }
}

简单说，迭代就是从头开始反转，递归就是从尾开始反转。

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回文链表 - 链表

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还有一种最简单的解法：把链表的值读到数组（ArrayList）里，然后用头尾双指针判断数组是否是回文即可。

• 我的解法 递归
• 官方解法 快慢双指针找中间结点

• 时间复杂度：O(n)
• 空间复杂度：O(n)

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode() {}
 *     ListNode(int val) { this.val = val; }
 *     ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }
 * }
 */
class Solution {
    public boolean isPalindrome(ListNode head) {
        return check(head, head) == null ? false : true;
        
    }

    public ListNode check(ListNode head, ListNode rear) {
        if(rear == null){
            return head;
        }

        ListNode nextHead = check(head, rear.next);
        if(nextHead == null || nextHead.val != rear.val){
            return null;
        }
        // head == rear 时递归完成，此时nextHead.next为null（所以不能返回），随便返回一个不为null的Node代表true就行（比如head）
        return head != rear ? nextHead.next : head;
    }
}

1. 使用快慢指针在一次遍历中找到中间结点：慢指针一次走一步，快指针一次走两步，快慢指针同时出发。当快指针移动到链表的末尾时，慢指针恰好到链表的中间。通过慢指针将链表分为两部分。（若链表有奇数个节点，则中间的节点应该看作是前半部分。）
2. 反转链表的后半部分：从慢指针后一个节点开始，反转后半部分链表。反转链表
3. 比较两个链表的结点

• 时间复杂度：O(n)
• 空间复杂度：O(1)

class Solution {
    public boolean isPalindrome(ListNode head) {
        if (head == null) {
            return true;
        }

        // 找到前半部分链表的尾节点并反转后半部分链表
        ListNode firstHalfEnd = endOfFirstHalf(head);
        ListNode secondHalfStart = reverseList(firstHalfEnd.next);

        // 判断是否回文
        ListNode p1 = head;
        ListNode p2 = secondHalfStart;
        boolean result = true;
        while (result && p2 != null) {
            if (p1.val != p2.val) {
                result = false;
            }
            p1 = p1.next;
            p2 = p2.next;
        }

        return result;
    }

    private ListNode reverseList(ListNode head) {
        ListNode prev = null;
        ListNode curr = head;
        while (curr != null) {
            ListNode nextTemp = curr.next;
            curr.next = prev;
            prev = curr;
            curr = nextTemp;
        }
        return prev;
    }

    private ListNode endOfFirstHalf(ListNode head) {
        ListNode fast = head;
        ListNode slow = head;
        while (fast.next != null && fast.next.next != null) {
            fast = fast.next.next;
            slow = slow.next;
        }
        return slow;
    }
}

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环形链表 - 链表

跳转原题

• 我的解法 快慢指针
• 官方解法一 哈希表

• 时间复杂度：O(n)
• 空间复杂度：O(1)

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) {
 *         val = x;
 *         next = null;
 *     }
 * }
 */
public class Solution {
    public boolean hasCycle(ListNode head) {
        if(head == null){
            return false;
        }

        ListNode fast = head;
        ListNode slow = head;

        while(fast.next != null && fast.next.next != null ){
            fast = fast.next.next;
            slow = slow.next;
            if(fast == slow){
                return true;
            }

        }
        return false;
        
    }
}

遍历所有结点，如果有环，在回访到之前的结点时会发生哈希冲突。

• 时间复杂度：O(n)
• 空间复杂度：O(n)

public class Solution {
    public boolean hasCycle(ListNode head) {
        Set<ListNode> seen = new HashSet<ListNode>();
        while (head != null) {
            if (!seen.add(head)) {
                return true;
            }
            head = head.next;
        }
        return false;
    }
}

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合并两个有序链表 - 链表

跳转原题

• 我的解法 迭代
• 官方解法一 迭代
• 官方解法二 递归

先把两条链表中头结点值较小的那条当成主链 list1，然后在遍历 list1 的过程中，不断把 list2 的当前节点插入到 list1 中合适的位置。最终在 list1 上原地完成合并。

官方解法是维护一个虚拟头节点，然后把两个链表的结点依次按大小顺序拼接起来。

• 时间复杂度：O(n+m)
• 空间复杂度：O(1)

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode() {}
 *     ListNode(int val) { this.val = val; }
 *     ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode mergeTwoLists(ListNode list1, ListNode list2) {
        if(list1 == null || list2 == null){
            return list1 == null ? list2 : list1;
        }

        ListNode temp;
        // 确保list1 更小
        if(list1.val > list2.val){
            temp = list1;
            list1 = list2;
            list2 = temp;
        }
    
        ListNode head = list1;
        while(list2 != null){
            if(list1.next == null){
                list1.next = list2;
                break;
            }
            if(list1.next.val <= list2.val){
                list1 = list1.next;
            } else {
                temp = list2;
                list2 = list2.next;
                temp.next = list1.next;
                list1.next = temp;
                list1 = temp;
            }
        }

        return head;
    }   
}

如果 l1 当前节点的值小于等于 l2，我们就把 l1 当前的节点接在 prev 节点的后面，同时将 l1 指针往后移一位，对 l2 也做同样的操作，直到 l1 或 l2 指向了 null。（不管我们将哪一个元素接在了后面，我们都需要把 prev 向后移一位）

• 时间复杂度：O(n+m)
• 空间复杂度：O(1)

class Solution {
    public ListNode mergeTwoLists(ListNode l1, ListNode l2) {
        ListNode prehead = new ListNode(-1);

        ListNode prev = prehead;
        while (l1 != null && l2 != null) {
            if (l1.val <= l2.val) {
                prev.next = l1;
                l1 = l1.next;
            } else {
                prev.next = l2;
                l2 = l2.next;
            }
            prev = prev.next;
        }

        // 合并后 l1 和 l2 最多只有一个还未被合并完，我们直接将链表末尾指向未合并完的链表即可
        prev.next = l1 == null ? l2 : l1;

        return prehead.next;
    }
}

判断 l1 和 l2 哪一个链表的头节点的值更小，然后递归地决定下一个添加到结果里的节点。如果两个链表有一个为空，递归结束。

• 时间复杂度：O(n+m)
• 空间复杂度：O(n+m)

class Solution {
    public ListNode mergeTwoLists(ListNode l1, ListNode l2) {
        if (l1 == null) {
            return l2;
        } else if (l2 == null) {
            return l1;
        } else if (l1.val < l2.val) {
            l1.next = mergeTwoLists(l1.next, l2);
            return l1;
        } else {
            l2.next = mergeTwoLists(l1, l2.next);
            return l2;
        }
    }
}

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