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数据结构之算法习题

数据结构之算法习题

作者: jokerlee | 来源:发表于2020-05-18 12:50 被阅读0次

    1.括号匹配检验:

    假设表达式中允许包含两种括号:圆括号与⽅方括号,其嵌套顺序随意,即() 或者[([][])]都是正确 的.⽽而这[(]或者(()])或者([()) 都是不不正确的格式. 检验括号是否匹配的⽅方法可⽤用”期待的急迫程 度"这个概念来描述.

    例如,考虑以下括号的判断: [ ( [ ] [ ] ) ]

    处理数据,借助栈判断
    思路:

    1. 将第0个元素压栈
    2. 遍历[1,strlen(data)]
      (3). 取栈顶字符
      (4). 检查该字符是左括号("(","[")
      a.是左"(",则判断紧接其后的data[i]是为右")"
      YES->压栈,NO->出栈
      b.是左"[",则判断紧跟其后的data[i]是为右"]"
      YES->压栈,NO->出栈
      c.表示式如果以"#"结尾,则判断紧跟其后的data是为左"(""]"
      YES->压栈,NO->-1;
      3.遍历结束,则判断栈是否为空,为空则表示匹配成功;否则匹配失败;
      [ ( [ ] [ ] ) ]
      1 2 3 4 5 6 7 8

    代码实现

    int ExecuteData(SqStack stack,char* data){
        Push(&stack,data[0]);
        for(int i=1;i<strlen(data);i++){
            char top = GetTop(stack);
            switch(top){
                case '(':
                    if(data[i]==')')Pop(&stack);
                    else Push(&stack,data[i]);
                    break;
                case '[':
                    if(data[i]==']')Pop(&stack);
                    else Push(&stack,data[i]);
                    break;
                case '#':
                    if(data[i]=='('||data[i]=='['){
                        Push(&stack,data[i]);
                        break;
                    }
                    else
                        default:return -1;break;
            }
        }
        
        //如果栈为空,则返回"0"->匹配成功 否则返回"-1"匹配失败
        if(stack.top==stack.base){
            Destroy(&stack);
            return 0;
        }
        else{
            
            Destroy(&stack);
            return -1;
        }
    }
    

    2. 每日气温:

    题⽬: 根据每日气温列列表,请重新生成⼀个列表,对应位置的输入是你需要再等待多久温度才会 升高超过该日的天数。如果之后都不会升高,请在该位置0来代替。例如,给定⼀一个列列
    表 temperatures = [73, 74, 75, 71, 69, 72, 76, 73],你的输出应该是 [1, 1, 4, 2, 1, 1, 0, 0]。
    提示:气温 列表长度的范围是 [1, 30000]。每个气温的值的均为华氏度,都是在 [30, 100] 范围 内的整数。

    解题关键: 实际上就是找当前元素 从[i,TSize] 找到大于该元素时. 数了几次. 首先最后一个元素默认是0,因为它后面已经没有元素了.

    暴力法1:

    1. 从左到右开始遍历,从第一个数到最后一个数开始遍历. 最后一个数因为后面没有元素,默认是0,不需要计算;
    2. 从[i+1,TSize]遍历,每个数直到找到比它大的数,数的次数就是对应的值;
      思路:
      1.创建一个result 结果数组.
      2.默认reslut[TSize-1] = 0;
      3.从0个元素遍历到最后一个元素[0,TSize-1];
      A.如果当前i >0 并且当前的元素和上一个元素相等,则没有必要继续循环. 则判断一下result[i-1]是否等于0,如果等于则直接将result[i] = 0,否则将result[i] = result[i-1]-1;
      B.遍历元素[i+1,TSize]
      如果当前T[j]>T[i],则result[i] = j-i;
      如果当前T[j]已经是最后一个元素,则默认result[i] = 0;
    int  *dailyTemperatures_1(int* T, int TSize, int* returnSize){
        
        int *result = (int *)malloc(sizeof(int) * TSize);
        *returnSize = TSize;
        result[TSize-1] = 0;
        
        for(int i = 0;i < TSize-1;i++)
            if(i>0 && T[i] == T[i-1])
                result[i] = result[i-1] == 0?0:result[i-1]-1;
            else{
                for (int j = i+1; j < TSize; j++) {
                    if(T[j] > T[i]){
                        result[i] = j-i;
                        break;
                    }
                    if (j == TSize-1) {
                        result[i] = 0;
                    }
                }
            }
        
        return result;
    }
    

    跳跃对比:

    1. 从右到左遍历. 因为最后一天的气温不会再升高,默认等于0;
    2. i 从[TSize-2,0]; 从倒数第二天开始遍历比较. 每次减一;
    3. j 从[i+1,TSize]遍历, j+=result[j],可以利用已经有结果的位置进行跳跃,从而减少遍历次数
      -若T[i]<T[j],那么Result = j - i;
      -若reuslt[j] == 0,则表示后面不会有更大的值,那么当前值就应该也是0;
      思路:
      1.创建一个result 结果数组.
      2.默认reslut[TSize-1] = 0;
      3.从TSize-2个元素遍历到第一个元素[TSize-2,0];
      4.从[i+1,TSize]遍历,j+=result[j];
      -若T[i]<T[j],那么Result = j - i;
      -若reuslt[j] == 0,则表示后面不会有更大的值,那么当前值就应该也是0;
    int  *dailyTemperatures_2(int* T, int TSize, int* returnSize){
        
        int *result = (int *)malloc(sizeof(int) * TSize);
        *returnSize = TSize;
        result[TSize-1] = 0;
        
        for (int i=TSize-2; i >= 0; i--) {
            for (int j = i+1; j < TSize; j+=result[j]) {
                if (T[i] < T[j]) {
                    result[i] = j-i;
                    break;
                }else
                {
                    if (result[j] == 0) {
                        result[i] = 0;
                        break;
                    }
                }
            }
        }
        
        return result;
    }
    

    三.杨辉三角

    思路:

    1. 第一层循环控制行数i : 默认[i][0] = 1,[i][i] = 1
    2. 第二层循环控制列数j : triangle[i][j] = triangle[i-1][j-1] + triangle[i-1][j]
    int** generate(int numRows, int* returnSize){
        
        *returnSize = numRows;
        
        int **res = (int **)malloc(sizeof(int*)*numRows);
        
        for (int i = 0; i < numRows; i++) {
            res[i] = (int *)malloc(sizeof(int)*(i+1));
            res[i][0] = 1;
            res[i][i] = 1;
            
            for (int j = 1; j < i; j++) {
                res[i][j] = res[i-1][j] + res[i-1][j-1];
            }
        }
        
        return res;
        
        
    }
    
        printf("杨辉三角问题\n");
        int numRows = 5;
        int returnSize;
        int **returnResult;
        
        returnResult =  generate(numRows, &returnSize);
        for (int i = 0; i < returnSize; i++) {
            printf("[");
            for (int j = 0;  j<=i; j++) {
                printf(" %d ",returnResult[i][j]);
            }
            printf("]\n");
        }
    

    四. LeetCode 爬楼梯

    假设你正在爬楼梯。需要 n 阶你才能到达楼顶。每次你可以爬 1 或 2 个台阶。你有 多少种不不同的⽅方法可以爬到楼顶呢?
    注意:给定 n 是⼀一个正整数

    示例例1:
    输⼊入: 2
    输初: 2
    解释: 有2种⽅方法可以爬到楼顶 1. 1阶+1阶

    1. 2阶
    /*
     方法一:递归求解法
     f(n) = f(n-1) + f(n-2);
     f(1)=1;
     f(2)=1;
     */
    int ClimbStairs_1(int n){
        
        if (n<1)  return 0;
        if (n == 1) return 1;
        if (n == 2) return 2;
        
        return ClimbStairs_1(n-1) + ClimbStairs_1(n-2);
    }
    
    /*
     方法二:动态规划法
     */
    int ClimbStairs(int n){
        if(n==1) return 1;
        int temp = n+1;
        int *sum = (int *)malloc(sizeof(int) * (temp));
        sum[0] = 0;
        sum[1] = 1;
        sum[2] = 2;
        
        for (int i = 3; i <= n; i++) {
            sum[i] = sum[i-1] + sum[i-2];
        }
        
        return sum[n];
    }
    

    五. 字符串编码LeetCode-中等

    编码规则为: k[encoded_string],表示其中方括号内部的 encoded_string 正好重复 k 次。注意 k 保证为正整数。你可以认为输入字符串总是有效的;输入字符串中没有额外的空格,且输入的方括号总是符合格式要求的。此外,你可以认为原始数据不包含数字,所有的数字只表示重复的次数 k ,例如不会出现像 3a 或 2[4] 的输入。
    例如:
    s = "3[a]2[bc]", 返回 "aaabcbc".z

    s = "3[a2[c]]", 返回 "accaccacc".
    s = "2[abc]3[cd]ef", 返回 "abcabccdcdcdef".

    思路:
    例如:12[a]为例;
    1.遍历字符串 S
    2.如果当前字符不为方括号"]" 则入栈stack中;
    2.如果当前字符遇到了方括号"]" 则:
    ① 首先找到要复制的字符,例如stack="12[a",那么我要首先获取字符a;将这个a保存在另外一个栈去tempStack;
    ② 接下来,要找到需要备份的数量,例如stack="12[a",因为出栈过字符"a",则当前的top指向了"[",也就是等于2;
    ③ 而12对于字符串是2个字符, 我们要通过遍历找到数字12的top上限/下限的位置索引, 此时上限curTop = 2, 下限通过出栈,top = -1;
    ④ 根据范围[-1,2],读取出12保存到strOfInt 字符串中来, 并且将字符"12\0",转化成数字12;
    ⑤ 当前top=-1,将tempStack中的字符a,复制12份入栈到stack中来;
    ⑥ 为当前的stack扩容, 在stack字符的末尾添加字符结束符合'\0';

    char * decodeString(char * s){
       
        /*.
         1.获取字符串长度
         2.设置默认栈长度50
         3.开辟字符串栈(空间为50)
         4.设置栈头指针top = -1;
         */
        int len = (int)strlen(s);
        int stackSize = 50;
        char* stack = (char*)malloc(stackSize * sizeof(char));
        int top = -1;
        
        //遍历字符串,在没有遇到"]" 之前全部入栈
        for (int i = 0; i < len; ++i) {
            if (s[i] != ']') {
                //优化:如果top到达了栈的上限,则为栈扩容;
                if (top == stackSize - 1) {
                    stack = realloc(stack, (stackSize += 50) * sizeof(char));
                }
                //将字符入栈stack
                stack[++top] = s[i];
                printf("#① 没有遇到']'之前# top = %d\n",top);
            }
            else {
                int tempSize = 10;
                char* temp = (char*)malloc(tempSize * sizeof(char));
                int topOfTemp = -1;
                
                printf("#② 开始获取要复制的字符信息之前 # top = %d\n",top);
                //从栈顶位置开始遍历stack,直到"["结束;
                //把[a]这个字母a 赋值到temp栈中来;
                //简单说,就是将stack中方括号里的字符出栈,复制到temp栈中来;
                while (stack[top] != '[') {
                    
                    //优化:如果topOfTemp到达了栈的上限,则为栈扩容;
                    if (topOfTemp == tempSize - 1) {
                        temp = realloc(temp, (tempSize += 10) * sizeof(char));
                    }
                    //temp栈的栈顶指针自增;
                    ++topOfTemp;
                    //将stack栈顶字符复制到temp栈中来;
                    temp[topOfTemp] = stack[top];
                    //stack出栈,则top栈顶指针递减;
                    top--;
                }
                printf("#② 开始获取要复制的字符信息之后 # top = %d\n",top);
                
                //找到倍数数字.strOfInt字符串;
                //注意:如果是大于1位的情况就处理
                char strOfInt[11];
                //p记录当前的top;
                int curTop = top;
                printf("#③ 开始获取数字,数字位置上限 # curTop = %d\n",curTop);
                
                //top--的目的是把"["剔除,才能找到数字;
                top--;
                //遍历stack得出数字
                //例如39[a] 就要找到这个数字39.
                //p指向当前的top,我就知道上限了; 那么接下来通过循环来找它的数字下限;
                //结束条件:栈指针指向为空! stack[top] 不等于数字
                while (top != -1 && stack[top] >= '0' && stack[top] <= '9') {
                    top--;
                }
                printf("#③ 开始获取数字,数字位置下限 # top = %d\n",top);
                
                //从top-1遍历到p之间, 把stack[top-1,p]之间的数字复制到strOfInt中来;
                //39中3和9都是字符. 我们要获取到这2个数字,存储到strOfInt数组
                for (int j = top + 1; j < curTop; ++j) {
                    strOfInt[j - (top + 1)] = stack[j];
                }
                //为字符串strOfInt数组加一个字符结束后缀'\0'
                strOfInt[curTop - (top + 1)] = '\0';
                
                //把strOfInt字符串转换成整数 atoi函数;
                //把字母复制strOfInt份到stack中去;
                //例如39[a],就需要把复制39份a进去;
                int curNum = atoi(strOfInt);
                for (int k = 0; k < curNum ; ++k) {
                    
                    //从-1到topOfTemp 范围内,复制curNum份到stackTop中去;
                    int kk = topOfTemp;
                    while (kk != -1) {
                        
                        //优化:如果stack到达了栈的上限,则为栈扩容;
                        if (top == stackSize - 1) {
                            stack = realloc(stack, (stackSize += 50) * sizeof(char));
                        }
                        
                        //将temp栈的字符复制到stack中;
                        //stack[++top] = temp[kk--];
                        ++top;
                        stack[top] = temp[kk];
                        kk--;
                        
                    }
                }
                free(temp);
                temp = NULL;
            }
        }
        
        //realloc 动态内存调整;
        //void *realloc(void *mem_address, unsigned int newsize);
        //构成字符串stack后, 在stack的空间扩容.
        char* ans = realloc(stack, (top + 1) * sizeof(char));
        ans[++top] = '\0';
        
        //stack 栈不用,则释放;
        free(stack);
        return ans;
    }
    

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