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youngyangyang04 committed Sep 16, 2020
1 parent 4ebcfbb commit 634dcfb
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4 changes: 4 additions & 0 deletions README.md
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* [字符串:总结篇!](https://mp.weixin.qq.com/s/gtycjyDtblmytvBRFlCZJg)
* [栈与队列:来看看栈和队列不为人知的一面](https://mp.weixin.qq.com/s/VZRjOccyE09aE-MgLbCMjQ)
* [栈与队列:我用栈来实现队列怎么样?](https://mp.weixin.qq.com/s/P6tupDwRFi6Ay-L7DT4NVg)
* [栈与队列:用队列实现栈还有点别扭](https://mp.weixin.qq.com/s/yzn6ktUlL-vRG3-m5a8_Yw)
* [栈与队列:系统中处处都是栈的应用](https://mp.weixin.qq.com/s/nLlmPMsDCIWSqAtr0jbrpQ)
* [栈与队列:匹配问题都是栈的强项](https://mp.weixin.qq.com/s/eynAEbUbZoAWrk0ZlEugqg)

(持续更新中....)

Expand Down Expand Up @@ -475,6 +478,7 @@ backtracking() {
|[剑指Offer05.替换空格](https://github.com/youngyangyang04/leetcode/blob/master/problems/剑指Offer05.替换空格.md) |字符串 |简单|**双指针**|
|[ 剑指Offer58-I.翻转单词顺序](https://github.com/youngyangyang04/leetcode/blob/master/problems/剑指Offer05.替换空格.md) |字符串 |简单|**模拟/双指针**|
|[剑指Offer58-II.左旋转字符串](https://github.com/youngyangyang04/leetcode/blob/master/problems/剑指Offer58-II.左旋转字符串.md) |字符串 |简单|**反转操作**|
|[剑指Offer59-I.滑动窗口的最大值](https://github.com/youngyangyang04/leetcode/blob/master/problems/剑指Offer59-I.滑动窗口的最大值.md) |滑动窗口/队列 |困难|**单调队列**|
|[面试题02.07.链表相交](https://github.com/youngyangyang04/leetcode/blob/master/problems/面试题02.07.链表相交.md) |链表 |简单|**模拟**|

持续更新中....
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117 changes: 113 additions & 4 deletions problems/0093.复原IP地址.md
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@@ -1,8 +1,117 @@
## 题目地址
https://leetcode-cn.com/problems/restore-ip-addresses/

# 93. 复原IP地址

给定一个只包含数字的字符串,复原它并返回所有可能的 IP 地址格式。

有效的 IP 地址 正好由四个整数(每个整数位于 0 到 255 之间组成,且不能含有前导 0),整数之间用 '.' 分隔。

例如:"0.1.2.201" 和 "192.168.1.1" 是 有效的 IP 地址,但是 "0.011.255.245"、"192.168.1.312" 和 "192.168@1.1" 是 无效的 IP 地址。



示例 1:
输入:s = "25525511135"
输出:["255.255.11.135","255.255.111.35"]

示例 2:
输入:s = "0000"
输出:["0.0.0.0"]

示例 3:
输入:s = "1111"
输出:["1.1.1.1"]

示例 4:
输入:s = "010010"
输出:["0.10.0.10","0.100.1.0"]

示例 5:
输入:s = "101023"
输出:["1.0.10.23","1.0.102.3","10.1.0.23","10.10.2.3","101.0.2.3"]

提示:
0 <= s.length <= 3000
s 仅由数字组成


## 思路

这道题目相信大家刚看时看到的时候,应该会一脸茫然。

那么只要意识到这是切割问题,那么切割问题就可以使用回溯搜索法把所有可能性搜出来,和[0131.分割回文串](https://github.com/youngyangyang04/leetcode/blob/master/problems/0131.分割回文串.md) 类似。

那么切割问题可以抽象为树型结构,如图:

<img src='../pics/93.复原IP地址.png' width=600> </img></div>

终止条件: 和[0131.分割回文串](https://github.com/youngyangyang04/leetcode/blob/master/problems/0131.分割回文串.md) 不同,本题明确要求只会分成4段,所以不能用切割线切到最后作为终止条件,而是分割的段数作为终止条件。

代码如下:

```
if (pointNum == 3) { // 逗点数量为3时,分隔结束
// 判断第四段子字符串是否合法,如果合法就放进result中
if (isValid(s, startIndex, s.size() - 1)) {
result.push_back(s);
}
return;
}
```

那么再来看循环遍历的过程如何截取子串。

`for (int i = startIndex; i < s.size(); i++)`循环中 [startIndex, i]这个区间就是截取的子串,需要判断这个子串是否合法,如果合法就在字符串后面加上符号`.`表示已经分割。

然后就是递归和回溯的过程:

递归调用时,下一层递归的startIndex要从i+2开始(因为刚刚在字符串中加入了分隔符`.`),同时记录分割符的数量pointNum 要 +1。

回溯的时候,就将刚刚加入的分隔符`.` 删掉就可以了,**pointNum其实也要减一,但是 pointNum+1 的逻辑放在递归函数的参数里了,这里相当于隐藏了回溯pointNum的过程**

递归和回溯代码如下:

```
// 插入逗点之后下一个子串的起始位置为i+2
backtracking(s, i + 2, pointNum + 1);
s.erase(s.begin() + i + 1); // 回溯时删掉逗点
```

最后就是在写一个判断段位是否是有效段位了。

主要考虑到如下三点:

* 段位以0为开头的数字不合法
* 段位里有非正整数字符不合法
* 段位如果大于255了不合法

代码如下:

```
// 判断字符串s在左闭又闭区间[start, end]所组成的数字是否合法
bool isValid(const string& s, int start, int end) {
if (start > end) {
return false;
}
if (s[start] == '0' && start != end) { // 0开头的数字不合法
return false;
}
int num = 0;
for (int i = start; i <= end; i++) {
if (s[i] > '9' || s[i] < '0') { // 遇到非数字字符不合法
return false;
}
num = num * 10 + (s[i] - '0');
if (num > 255) { // 如果大于255了不合法
return false;
}
}
return true;
}
```

关键代码已经讲完,整体代码如下:

## C++代码

Expand All @@ -11,7 +120,7 @@ class Solution {
private:
vector<string> result;// 记录结果
// startIndex: 搜索的起始位置,pointNum:添加逗点的数量
void search(string& s, int startIndex, int pointNum) {
void backtracking(string& s, int startIndex, int pointNum) {
if (pointNum == 3) { // 逗点数量为3时,分隔结束
// 判断第四段子字符串是否合法,如果合法就放进result中
if (isValid(s, startIndex, s.size() - 1)) {
Expand All @@ -26,7 +135,7 @@ private:
// 合法,在i的后面插入一个逗点
s.insert(s.begin() + i + 1 , '.');
// 插入逗点之后下一个子串的起始位置为i+2
search(s, i + 2, pointNum + 1);
backtracking(s, i + 2, pointNum + 1);
s.erase(s.begin() + i + 1); // 回溯时删掉逗点
} else break;
}
Expand All @@ -36,7 +145,7 @@ private:
if (start > end) {
return false;
}
if (s[start] == '0' && start != end) {// 0开头的数字不合法
if (s[start] == '0' && start != end) { // 0开头的数字不合法
return false;
}
int num = 0;
Expand All @@ -54,7 +163,7 @@ private:
public:
vector<string> restoreIpAddresses(string s) {
result.clear();
search(s, 0, 0);
backtracking(s, 0, 0);
return result;
}
};
Expand Down
44 changes: 43 additions & 1 deletion problems/0131.分割回文串.md
Original file line number Diff line number Diff line change
Expand Up @@ -68,9 +68,51 @@ void backtracking (const string& s, int startIndex) {
}
```

在来看看在递归循环,中如何截取子串呢
在来看看在递归循环,中如何截取子串呢

`for (int i = startIndex; i < s.size(); i++)`循环中,我们 定义了起始位置startIndex,那么 [startIndex, i] 就是要截取的子串。

首先判断这个子串是不是回文,如果是回文,就加入在`vector<string> path`中,path用来记录切割过的回文子串。

代码如下:

```
for (int i = startIndex; i < s.size(); i++) {
if (isPalindrome(s, startIndex, i)) { // 是回文子串
// 获取[startIndex,i]在s中的子串
string str = s.substr(startIndex, i - startIndex + 1);
path.push_back(str);
} else { // 如果不是则直接跳过
continue;
}
}
```

然后就开始递归与回溯的过程,递归的时候,我们要传入i+1 作为下一轮递归的遍历的其实位置(同样也就是切割线)。 大家可以发现在处理组合问题中,也要传入的是i+1,所以 切割问题和组合问题是最像的。

代码如下:

```
backtracking(s, i + 1, path); // 寻找i+1为起始位置的子串
path.pop_back(); // 回溯过程,弹出本次已经填在的子串
```

最后我们看一下回文子串要如何判断了,判断一个字符串是否是回文。

可以使用双指针法,一个指针从前向后,一个指针从后先前,如果前后指针所指向的元素是相等的,就是回文字符串了。

代码如下:
```
bool isPalindrome(const string& s, int start, int end) {
for (int i = start, j = end; i < j; i++, j--) {
if (s[i] != s[j]) {
return false;
}
}
return true;
}
```
此时关键代码已经讲解完毕,整体代码如下(详细注释了)

## C++代码
```
Expand Down
93 changes: 89 additions & 4 deletions problems/0150.逆波兰表达式求值.md
Original file line number Diff line number Diff line change
@@ -1,9 +1,73 @@
## 题目地址
https://leetcode-cn.com/problems/evaluate-reverse-polish-notation/

## 思路
> 这不仅仅是一道好题,也展现出计算机的思考方式
这道题目相当于是二叉树中的后序遍历,也引申出栈与递归之间在某种程度上是可以转换的!
# 150. 逆波兰表达式求值
根据 逆波兰表示法,求表达式的值。

有效的运算符包括 + ,  - ,  * ,  / 。每个运算对象可以是整数,也可以是另一个逆波兰表达式。

说明:

整数除法只保留整数部分。
给定逆波兰表达式总是有效的。换句话说,表达式总会得出有效数值且不存在除数为 0 的情况。


示例 1:
输入: ["2", "1", "+", "3", " * "]
输出: 9
解释: 该算式转化为常见的中缀算术表达式为:((2 + 1) * 3) = 9

示例 2:
输入: ["4", "13", "5", "/", "+"]
输出: 6
解释: 该算式转化为常见的中缀算术表达式为:(4 + (13 / 5)) = 6

示例 3:
输入: ["10", "6", "9", "3", "+", "-11", " * ", "/", " * ", "17", "+", "5", "+"]
输出: 22
解释:
该算式转化为常见的中缀算术表达式为:
((10 * (6 / ((9 + 3) * -11))) + 17) + 5
= ((10 * (6 / (12 * -11))) + 17) + 5
= ((10 * (6 / -132)) + 17) + 5
= ((10 * 0) + 17) + 5
= (0 + 17) + 5
= 17 + 5
= 22


逆波兰表达式:是一种后缀表达式,所谓后缀就是指算符写在后面。

平常使用的算式则是一种中缀表达式,如 ( 1 + 2 ) * ( 3 + 4 ) 。

该算式的逆波兰表达式写法为 ( ( 1 2 + ) ( 3 4 + ) * ) 。

逆波兰表达式主要有以下两个优点:

* 去掉括号后表达式无歧义,上式即便写成 1 2 + 3 4 + * 也可以依据次序计算出正确结果。

* 适合用栈操作运算:遇到数字则入栈;遇到算符则取出栈顶两个数字进行计算,并将结果压入栈中。

# 思路

在上一篇文章中[栈与队列:匹配问题都是栈的强项](https://mp.weixin.qq.com/s/eynAEbUbZoAWrk0ZlEugqg)提到了 递归就是用栈来实现的。

所以**栈与递归之间在某种程度上是可以转换的!**这一点我们在后续讲解二叉树的时候,会更详细的讲解到。

那么来看一下本题,**其实逆波兰表达式相当于是二叉树中的后序遍历**。 大家可以把运算符作为中间节点,按照后序遍历的规则画出一个二叉树。

但我们没有必要从二叉树的角度去解决这个问题,只要知道逆波兰表达式是用后续遍历的方式把二叉树序列化了,就可以了。

在进一步看,本题中每一个子表达式要得出一个结果,然后拿这个结果再进行运算,那么**这岂不就是一个相邻字符串消除的过程,和[栈与队列:匹配问题都是栈的强项](https://mp.weixin.qq.com/s/eynAEbUbZoAWrk0ZlEugqg)中的对对碰游戏是不是就非常像了。**

如动画所示:
<img src='../video/150.逆波兰表达式求值.gif' width=600> </img></div>

相信看完动画大家应该知道,这和[1047. 删除字符串中的所有相邻重复项](https://mp.weixin.qq.com/s/eynAEbUbZoAWrk0ZlEugqg)是差不错的,只不过本题不要相邻元素做消除了,而是做运算!

代码如下:

## C++代码

Expand All @@ -26,9 +90,30 @@ public:
st.push(stoi(tokens[i]));
}
}
return st.top();
int result = st.top();
st.pop(); // 把栈里最后一个元素弹出(其实不弹出也没事)
return result;
}
};
```
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# 题外话

我们习惯看到的表达式都是中缀表达式,因为符合我们的习惯,但是中缀表达式对于计算机来说就不是很友好了。

例如:4 + 13 / 5,这就是中缀表达式,计算机从左到右去扫描的话,扫到13,还要判断13后面是什么运算法,还要比较一下优先级,然后13还和后面的5做运算,做完运算之后,还要向前回退到 4 的位置,继续做加法,你说麻不麻烦!

那么将中缀表达式,转化为后缀表达式之后:["4", "13", "5", "/", "+"] ,就不一样了,计算机可以利用栈里顺序处理,不需要考虑优先级了。也不用回退了, **所以后缀表达式对计算机来说是非常友好的。**

可以说本题不仅仅是一道好题,也展现出计算机的思考方式。

在1970年代和1980年代,惠普在其所有台式和手持式计算器中都使用了RPN(后缀表达式),直到2020年代仍在某些模型中使用了RPN。

参考维基百科如下:

> During the 1970s and 1980s, Hewlett-Packard used RPN in all of their desktop and hand-held calculators, and continued to use it in some models into the 2020s.


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2 changes: 2 additions & 0 deletions problems/0226.翻转二叉树.md
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Expand Up @@ -5,6 +5,8 @@ https://leetcode-cn.com/problems/invert-binary-tree/

### 递归法
写递归算法的时候,要想一想是采用前中后序哪种遍历方式
o
如果对递归还不熟,可以看这里[彻底吃透二叉树的前中后序递归法和迭代法!!](https://leetcode-cn.com/problems/binary-tree-inorder-traversal/solution/che-di-chi-tou-er-cha-shu-de-qian-zhong-hou-xu-d-2/)

我们先看看递归算法,对于二叉树的递归方式有三种前中后序,先来看看前序遍历。

Expand Down
45 changes: 45 additions & 0 deletions problems/剑指Offer59-I.滑动窗口的最大值.md
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@@ -0,0 +1,45 @@

原理:[0239.滑动窗口最大值](https://github.com/youngyangyang04/leetcode/blob/master/problems/0239.滑动窗口最大值.md) |滑动窗口/队列 |困难| **单调队列**|

```
class Solution {
public:
class MyQueue { //单调队列(从大到小)
public:
deque<int> que; // 使用deque来实现单调队列
void pop(int value) {
if (!que.empty() && value == que.front()) {
que.pop_front();
}
}
void push(int value) {
while (!que.empty() && value > que.back()) {
que.pop_back();
}
que.push_back(value);
}
int front() {
return que.front();
}
};
vector<int> maxSlidingWindow(vector<int>& nums, int k) {
MyQueue que;
vector<int> result;
if (nums.empty()) {
return result;
}
for (int i = 0; i < k; i++) { // 先将前k的元素放进队列
que.push(nums[i]);
}
result.push_back(que.front()); // result 记录前k的元素的最大值
for (int i = k; i < nums.size(); i++) {
que.pop(nums[i - k]); // 模拟滑动窗口的移动
que.push(nums[i]); // 模拟滑动窗口的移动
result.push_back(que.front()); // 记录对应的最大值
}
return result;
}
};
```
Binary file added video/150.逆波兰表达式求值.gif
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