1793.好子数组的最大分数

目标

给你一个整数数组 nums (下标从 0 开始)和一个整数 k 。

一个子数组 (i, j) 的 分数 定义为 min(nums[i], nums[i+1], ..., nums[j]) * (j - i + 1) 。一个 好 子数组的两个端点下标需要满足 i <= k <= j 。

请你返回 好 子数组的最大可能 分数 。

示例 1:

输入:nums = [1,4,3,7,4,5], k = 3
输出:15
解释:最优子数组的左右端点下标是 (1, 5) ,分数为 min(4,3,7,4,5) * (5-1+1) = 3 * 5 = 15 。

示例 2:

输入:nums = [5,5,4,5,4,1,1,1], k = 0
输出:20
解释:最优子数组的左右端点下标是 (0, 4) ,分数为 min(5,5,4,5,4) * (4-0+1) = 4 * 5 = 20 。

提示:

  • 1 <= nums.length <= 10^5
  • 1 <= nums[i] <= 2 * 10^4
  • 0 <= k < nums.length

思路

题目中定义的好子数组必须要包含下标k,且其元素最小值乘以它的长度应最大。相同长度的子数组其最小值通常不同,应取最小值中最大的,这样才能在窗口固定的情况下求得最大分数。

刚开始我把这个问题作为一个动态规划问题来求解:有一个窗口,在下标k的位置有一个固定轴,窗口可以左右滑动,拉伸,但窗口边缘不能越过k。然后求解窗口大小固定时,滑动窗口内最小元素取最大时的状态。接着扩展窗口,新窗口的取值依赖于上一窗口,只需在上一窗口的基础上左右各扩展一个元素进行比较即可。

但是我马上就遇到了问题,因为k的位置是不确定的,窗口左右滑动总会有一边先到达边界,然后怎么处理?上一个窗口取得较大的最小值可能是在k左侧,当窗口到达左侧边界后就无法再移动了,这样势必会有一部分覆盖到k右侧,我们无法再用一侧的最优解来掩盖另一侧了。而右边新加入窗口的元素与上一个状态选择的最小值无法确定新的最小值。因为窗口记录的是左右两侧的最优解,单独某一侧的状态并没有被记录。比如 nums=[10,9,8,7,6,5,3,2,2,4,9,4,11,3,4],k=5,当窗口大小为6时,左侧的最小值是5,右侧最小值是2(但是我们并没有记录),我们记录的是较大的5。当窗口大小为7时,左侧窗口最小值为3(必须跨过k了),右侧新加入窗口的值是4,如果与上一个状态比较,我们可能会选择4,但是右侧最小值是2,我们应该选3。

于是我想可能需要分别记录左右两侧的状态。我们为什么要记录状态?上面记录状态是为了与新进入窗口的元素比较来选择最优解,我们现在记录左右两侧的什么呢?

随着思考的深入,我觉得应该放弃所谓滑动窗口这个概念了,不应该在左右两侧同时求解。

思考这个问题,窗口增大之后,其中元素的最小值会怎么变?反正最小值一定不会变大。于是只要新加入的元素比窗口内已经选定的最小值大就可以一直扩张,因为最小值没有变化,窗口大小越大分数就越大。当遇到比当前窗口内最小值小的元素时就需要比较窗口另一侧的值,哪边的更大就从哪边扩张。如此反复即可。

代码

/**
 * @date 2024-03-19 0:16
 */
public class MaximumScore {

    public int maximumScore_v2(int[] nums, int k) {
        if (nums.length == 1) {
            return nums[0];
        }
        int res = 0;
        int l = k - 1, r = k + 1;
        int lmin = nums[k], rmin = nums[k];
        while (l >= 0 || r < nums.length) {
            if (l >= 0) {
                lmin = Math.min(lmin, nums[l]);
            }
            if (r < nums.length) {
                rmin = Math.min(rmin, nums[r]);
            }
            if ((lmin >= rmin && l >= 0) || r >= nums.length) {
                l--;
                while (l >= 0 && lmin <= nums[l]) {
                    l--;
                }
                // r-l是窗口大小(不包括r),由于l多减了1,所以这里要减去
                res = Math.max(res, lmin * (r - l - 1));
            } else {
                r++;
                while (r < nums.length && rmin <= nums[r]) {
                    r++;
                }
                // r-l是窗口大小(不包括l)由于r多加了1,所以这里要减去
                res = Math.max(res, rmin * (r - l - 1));
            }
        }
        return res;
    }
}

性能

303.区域和检索_数组不可变

目标

给定一个整数数组 nums,处理以下类型的多个查询:

计算索引 left 和 right (包含 left 和 right)之间的 nums 元素的 和 ,其中 left <= right

实现 NumArray 类:

  • NumArray(int[] nums) 使用数组 nums 初始化对象
  • int sumRange(int i, int j) 返回数组 nums 中索引 left 和 right 之间的元素的 总和 ,包含 left 和 right 两点(也就是 nums[left] + nums[left + 1] + ... + nums[right] )

示例 1:

输入:
["NumArray", "sumRange", "sumRange", "sumRange"]
[[[-2, 0, 3, -5, 2, -1]], [0, 2], [2, 5], [0, 5]]
输出:
[null, 1, -1, -3]

解释:
NumArray numArray = new NumArray([-2, 0, 3, -5, 2, -1]);
numArray.sumRange(0, 2); // return 1 ((-2) + 0 + 3)
numArray.sumRange(2, 5); // return -1 (3 + (-5) + 2 + (-1)) 
numArray.sumRange(0, 5); // return -3 ((-2) + 0 + 3 + (-5) + 2 + (-1))

说明:

  • 1 <= nums.length <= 10^4
  • -10^5 <= nums[i] <= 10^5
  • 0 <= i <= j < nums.length
  • 最多调用 104 次 sumRange 方法

思路

这个题看到之后没多想,提交之后发现和别人的性能差了10倍。这里的技巧就是提前将和计算的结果保存起来,用的时候直接用 prefix[right+1] - prefix[left] 即可。因为数组不可变所以这样是可行的。

这里没有使用 prefix[right] - prefix[left-1] 因为可以省去left为0的判断,不过多占用了4字节。其实没有必要纠结这些,真要计较的话,当left为0时还少了两次减法呢,并且cpu指令执行也有分支预测,无需关注这些细节。

代码

/**
 * @date 2024-03-18 8:36
 */
public class NumArray {

    private final int[] prefixSum;

    public NumArray(int[] nums) {
        prefixSum = new int[nums.length + 1];
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            prefixSum[i + 1] = prefixSum[i] + nums[i];
        }
    }

    public int sumRange(int left, int right) {
        return prefixSum[right + 1] - prefixSum[left];
    }

    public static void main(String[] args) {
        NumArray main = new NumArray(new int[]{-2, 0, 3, -5, 2, -1});
        System.out.println(main.sumRange(0, 2));
        System.out.println(main.sumRange(2, 5));
        System.out.println(main.sumRange(0, 5));
    }
}

性能

310.最小高度树

目标

树是一个无向图,其中任何两个顶点只通过一条路径连接。 换句话说,任何一个没有简单环路的连通图都是一棵树。

给你一棵包含 n 个节点的树,标记为 0 到 n - 1 。给定数字 n 和一个有 n - 1 条无向边的 edges 列表(每一个边都是一对标签),其中 edges[i] = [ai, bi] 表示树中节点 ai 和 bi 之间存在一条无向边。

可选择树中任何一个节点作为根。当选择节点 x 作为根节点时,设结果树的高度为 h 。在所有可能的树中,具有最小高度的树(即,min(h))被称为 最小高度树 。

请你找到所有的 最小高度树 并按 任意顺序 返回它们的根节点标签列表。

树的 高度 是指根节点和叶子节点之间最长向下路径上边的数量。

说明:

  • 1 <= n <= 2 * 10^4
  • edges.length == n - 1
  • 0 <= ai, bi < n
  • ai != bi
  • 所有 (ai, bi) 互不相同
  • 给定的输入 保证 是一棵树,并且 不会有重复的边

思路

一看到这个题目就想起了换根动态规划,参考2581_统计可能的树根数目

这个题是medium,但是感觉比上面参考那个hard题难多了,状态转换方程很难想。基本都是靠错误案例调试出来的。最开始写的dp方法调试了好几个小时,测试通过但是超时。然后开始怀疑dp根本就没法解,因为换根后状态是变化的,需要动态调整高度,并且还要区分当前节点是否为原来的根提供了最大高度。结果改到最后和暴力解法差不多了。

这种解法的关键是弄清楚换根之后节点高度的变化。经过分析只有换根的两个节点受到影响。分为两种情况,如果新根为旧根提供了最大高度,那么旧根应变为其邻接节点次大高度+1(第一次递归进来时计算)。如果新根没有为旧根提供最大高度,旧根高度不变仍为其邻接节点最大高度+1(第一次递归进来时计算)。新根是其邻接节点最大高度+1(这里面包括了刚才改变高度的旧根)。

注意:这里每个节点记录的是以0为根进行dfs,从叶子节点累加的高度。因此,当前节点高度就等于邻接节点最大高度加1。

代码

/**
 * @date 2024-03-17 16:04
 */
public class FindMinHeightTrees {

    public int[] res;
    public int minHeight;
    List<Integer>[] g;
    int[] dp;

    public List<Integer> findMinHeightTrees(int n, int[][] edges) {
        g = new ArrayList[n];
        for (int i = 0; i < g.length; i++) {
            g[i] = new ArrayList<>();
        }
        dp = new int[n];
        res = new int[n];
        minHeight = n;
        for (int i = 0; i < edges.length; i++) {
            g[edges[i][0]].add(edges[i][1]);
            g[edges[i][1]].add(edges[i][0]);
        }
        dfs(0, 0);
        redfs(0, 0);

        List<Integer> minHeights = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            if (res[i] == minHeight) {
                minHeights.add(i);
            }
        }
        return minHeights;

    }

    public void redfs(int root, int parent) {
        // 进入到该层后,保存其最大与次大深度,后面换根后再回来遍历其它兄弟节点时不会受到换根影响
        // 由于是深度遍历,换根到子节点与当前根的深度有关
        // 由子节点返回后,状态已保存,不受换根影响
        int max = 0;
        int second = 0;
        for (Integer neighbor : g[root]) {
            if (dp[neighbor] > max) {
                second = max;
                max = dp[neighbor];
            } else if (dp[neighbor] > second) {
                second = dp[neighbor];
            }
        }
        // max是与root相邻节点的高度,加1才是root的最大高度
        res[root] = max + 1;
        // 更新最小高度
        minHeight = Math.min(minHeight, res[root]);
        for (Integer next : g[root]) {
            if (next == parent) {
                // 遇到叶子节点返回
                continue;
            }
            // 换到下一个根next,修改root的高度,如果下一个点为当前点提供了最大高度,那么当前节点高度为
            // 次高加一,否则是最高加一
            dp[root] = (dp[next] == max ? second : max) + 1;
            redfs(next, root);
        }
    }

    public int dfs(int root, int parent) {
        dp[root] = 1;
        for (Integer next : g[root]) {
            if (next != parent) {
                dp[root] = Math.max(dp[root], dfs(next, root) + 1);
            }
        }
        return dp[root];
    }

    public static void main(String[] args) {
        FindMinHeightTrees main = new FindMinHeightTrees();
//        System.out.println(main.findMinHeightTrees(4, new int[][]{{1, 0}, {1, 2}, {1, 3}}));
//        System.out.println(main.findMinHeightTrees(6, new int[][]{{3, 0}, {3, 1}, {3, 2}, {3, 4}, {5, 4}}));
//        System.out.println(main.findMinHeightTrees(7, new int[][]{{0, 1}, {1, 2}, {1, 3}, {2, 4}, {3, 5}, {4, 6}}));
//        System.out.println(main.findMinHeightTrees(8, new int[][]{{0,1},{1,2},{2,3},{0,4},{4,5},{4,6},{6,7}}));
        System.out.println(main.findMinHeightTrees(11, new int[][]{{0, 1}, {0, 2}, {2, 3}, {0, 4}, {2, 5}, {5, 6}, {3, 7}, {6, 8}, {8, 9}, {9, 10}}));
//        System.out.println(main.findMinHeightTrees(2, new int[][]{{0, 1}}));
    }
}

性能

2789.合并后数组中的最大元素

目标

给你一个下标从 0 开始、由正整数组成的数组 nums 。

你可以在数组上执行下述操作 任意 次:

  • 选中一个同时满足 0 <= i < nums.length - 1 和 nums[i] <= nums[i + 1] 的整数 i 。将元素 nums[i + 1] 替换为 nums[i] + nums[i + 1] ,并从数组中删除元素 nums[i] 。

返回你可以从最终数组中获得的 最大 元素的值。

示例 1:

输入:nums = [2,3,7,9,3]
输出:21
解释:我们可以在数组上执行下述操作:
- 选中 i = 0 ,得到数组 nums = [5,7,9,3] 。
- 选中 i = 1 ,得到数组 nums = [5,16,3] 。
- 选中 i = 0 ,得到数组 nums = [21,3] 。
最终数组中的最大元素是 21 。可以证明我们无法获得更大的元素。

示例 2:

输入:nums = [5,3,3]
输出:11
解释:我们可以在数组上执行下述操作:
- 选中 i = 1 ,得到数组 nums = [5,6] 。
- 选中 i = 0 ,得到数组 nums = [11] 。
最终数组中只有一个元素,即 11 。

说明:

  • 1 <= nums.length <= 10^5
  • 1 <= nums[i] <= 10^6

思路

这个题要我们对一个数组进行操作并返回最大的元素值。这里的操作指的是合并相邻的非严格递增元素。

刚开始没有头绪,如果真的按照操作步骤先把符合条件的值求出来,替换掉较大元素的值并删掉较小元素,那么就需要频繁地移动数组数据。

除此之外需要考虑一个重要的问题,如何合并才能使最终的结果最大?如果从前向后合并,比如 [2,6,7] 先合并前两个得到[8,7]肯定没有从后向前合并得到的值 [2, 13] [15] 大。是否存在那种先从前向后合并,然后再从后向前合并才能得到最大值的情况?

刚开始是不那么容易弄清的。也考虑过优先合并 后面的元素值 比 合并后的元素值 大的 元素,提前考虑了一步能否避免上面的情况?好像可以,因为操作没有破坏原数组能否合并的状态。那么这种操作需要循环几次?时间复杂度是O(n)~O(nlogn)吗?

[1,2,1,4,1,2,1,4]一次遍历后可以变为[3,5,3,5],然后再遍历一次得到 [8, 8],再来一次 [16],即O(nlogn)。更好的情况就是递增序列O(n)。

经过上面的分析可以发现,优先使后面的元素最大才能得到最大值。那么为什么不从后向前遍历并累加呢?如果遇到一个元素的值比后面所有元素的累加和还要大,那不管前面怎么操作,由于元素都是正整数,合并后只会更大。

想清楚了这一点就非常简单了。

代码

/**
 * @date 2024-03-14 11:29
 */
public class MaxArrayValue {

    public long maxArrayValue(int[] nums) {
        long res = nums[nums.length - 1];
        for (int i = nums.length - 1; i >= 1; i--) {
            res = res >= nums[i - 1] ? res + nums[i - 1] : nums[i - 1];
        }
        return res;
    }

    public static void main(String[] args) {
        MaxArrayValue main = new MaxArrayValue();
//        int[] nums = new int[]{2, 3, 7, 9, 3};
//        int[] nums = new int[]{5, 3, 3};
//        int[] nums = new int[]{77};
        int[] nums = new int[]{34, 95, 50, 12, 25, 100, 21, 3, 25, 16, 76, 73, 93, 46, 18};
        System.out.println(main.maxArrayValue(nums));
    }
}

性能

2684.矩阵中移动的最大次数

目标

给你一个下标从 0 开始、大小为 m x n 的矩阵 grid ,矩阵由若干 正 整数组成。

你可以从矩阵第一列中的 任一 单元格出发,按以下方式遍历 grid :

从单元格 (row, col) 可以移动到 (row - 1, col + 1)、(row, col + 1) 和 (row + 1, col + 1) 三个单元格中任一满足值 严格 大于当前单元格的单元格。
返回你在矩阵中能够 移动 的 最大 次数。

示例 1:

输入:grid = [[2,4,3,5],[5,4,9,3],[3,4,2,11],[10,9,13,15]]
输出:3
解释:可以从单元格 (0, 0) 开始并且按下面的路径移动:
- (0, 0) -> (0, 1).
- (0, 1) -> (1, 2).
- (1, 2) -> (2, 3).
可以证明这是能够移动的最大次数。

示例 2:

输入:grid = [[3,2,4],[2,1,9],[1,1,7]]
输出:0
解释:从第一列的任一单元格开始都无法移动。

说明:

  • m == grid.length
  • n == grid[i].length
  • 2 <= m, n <= 1000
  • 4 <= m * n <= 10^5
  • 1 <= grid[i][j] <= 10^6

思路

题目要我们求从矩阵第一列出发的最大移动次数。当前单元格可以移动到其后面一列的上中下三格,如果相应位置的值大于当前元素的话。

这道题可以使用动态规划来做,虽然重叠的子问题不多。从右向左,从下到上/从上到下,计算每个单元格可以移动的最大次数。然后求第一列的最大值即可。

值得注意的是这种列在外层从右向左的循环方式。如果像平时那样外层行循环内层列循环,那么写状态转移方程时,子问题可能还未计算。

官网题解给的是广度优先搜索的方法,遍历第一列起点,将能到达的第二列的格子加入集合,然后遍历这些格子,如此反复直到无法继续或者到达矩阵最大边界n-1。

代码

/**
 * @date 2024-03-16 15:08
 */
public class MaxMoves {

    public int maxMoves(int[][] grid) {
        int[][] dp = new int[grid.length][];
        for (int i = 0; i < grid.length; i++) {
            dp[i] = new int[grid[i].length];
        }
        int res = 0;
        int i = grid.length - 1;
        for (int j = grid[i].length - 2; j >= 0; j--) {
            i = grid.length - 1;
            for (; i >= 0; i--) {
                if (i != 0 && grid[i][j] < grid[i - 1][j + 1]) {
                    dp[i][j] = Math.max(dp[i][j], dp[i - 1][j + 1] + 1);
                }
                if (grid[i][j] < grid[i][j + 1]) {
                    dp[i][j] = Math.max(dp[i][j], dp[i][j + 1] + 1);
                }
                if (i != grid.length - 1 && grid[i][j] < grid[i + 1][j + 1]) {
                    dp[i][j] = Math.max(dp[i][j], dp[i + 1][j + 1] + 1);
                }
                if (j == 0){
                    res = Math.max(res, dp[i][0]);
                }
            }
        }
        return res;
    }

    public static void main(String[] args) {
        MaxMoves main = new MaxMoves();
        System.out.println(main.maxMoves(new int[][]{{2, 4, 3, 5}, {5, 4, 9, 3}, {3, 4, 2, 11}, {10, 9, 13, 15}}));
    }
}

性能

网友的题解还有网格DFS(2ms)、BFS(6ms)。虽然时间复杂度都是O(mn),但是性能差别还是挺大的。有时间可以分析一下,性能到底差在哪里。先不追求性能100%了,先以最快的速度将题过一遍。

299.猜数字游戏后续—-关于字符串拼接的性能分析

起因

前面有一道猜数字游戏的题,去看性能分析,多数都是5ms。没错,我第一次提交的时候也是5ms。当时我就去看1ms的答案,想找找差距。经过仔细地对比,发现是返回结果时没有使用StringBuilder。乍一看好像可以说得过去,由于字符串的不可变性,拼接字符串实际上返回的是新对象。但是拼接了3次,就要创建3个对象吗?

在jsl8中有这样的描述:Java编译器可以使用StringBuffer或类似技术减少中间String对象。

Thinking in Java中也有提到:

尽管如此,书中建议我们不要在循环中使用字符串拼接,因为会重复创建StringBuilder对象。

题外话,也不是所有的字符串拼接都会使用StringBuilder,如果拼接的都是字符串常量,编译后会进行常量折叠。

那么问题来了,我们没有在循环中进行字符串拼接,为什么会有性能差异?

JMH测试

那我们就使用JMH分别测一测leetCode上提交5ms与1ms的代码。二者之间除了返回时字符串拼接的方式不同,其余代码均相同。


/**
 * @date 2024-03-13 11:19
 */
@BenchmarkMode(Mode.AverageTime)
@Warmup(iterations = 3, time = 1)
@Measurement(iterations = 10, time = 1)
@Threads(1)
@Fork(1)
@State(value = Scope.Benchmark)
@OutputTimeUnit(TimeUnit.NANOSECONDS)
public class Test {

    public static void main(String[] args) throws RunnerException {
        Options opt = new OptionsBuilder()
                .include(Test.class.getSimpleName())
                .result("result.json")
                .resultFormat(ResultFormatType.JSON).build();
        new Runner(opt).run();
    }

    @Param(value = {"1122", "1807", "1123"})
    private String secret;
    @Param(value = {"2211", "7810", "0111"})
    private String guess;

    /** 5ms*/
    @Benchmark
    public String stringConcatenation() {
        int bulls = 0;
        int cows = 0;
        char[] secretCharArray = secret.toCharArray();
        int[] missArray = new int[10];
        int[] cowsArray = new int[10];
        for (int i = 0; i < secretCharArray.length; i++) {
            int guessCharacter = guess.charAt(i) - '0';
            int secretCharacter = secretCharArray[i] - '0';
            if (guessCharacter == secretCharacter) {
                bulls++;
            } else {
                missArray[secretCharacter] += 1;
                cowsArray[guessCharacter] += 1;
            }
        }
        for (int i = 0; i < cowsArray.length; i++) {
            if (missArray[i] > 0 && cowsArray[i] > 0) {
                cows += Math.min(missArray[i], cowsArray[i]);
            }
        }
        return bulls + "A" + cows + "B";
    }

    /** 1ms*/
    @Benchmark
    public String stringBuilder() {
        int bulls = 0;
        int cows = 0;
        char[] secretCharArray = secret.toCharArray();
        int[] missArray = new int[10];
        int[] cowsArray = new int[10];
        for (int i = 0; i < secretCharArray.length; i++) {
            int guessCharacter = guess.charAt(i) - '0';
            int secretCharacter = secretCharArray[i] - '0';
            if (guessCharacter == secretCharacter) {
                bulls++;
            } else {
                missArray[secretCharacter] += 1;
                cowsArray[guessCharacter] += 1;
            }
        }
        for (int i = 0; i < cowsArray.length; i++) {
            if (missArray[i] > 0 && cowsArray[i] > 0) {
                cows += Math.min(missArray[i], cowsArray[i]);
            }
        }
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        return sb.append(bulls).append('A').append(cows).append('B').toString();
    }

}

性能

测试结果发现性能差异不大。具体是什么原因就不清楚了,可能是leetcode没有进行编译优化或者是根据代码特征直接给的性能分析?

需要考虑 服务器负载、JVM的即时编译行为、测试用例的具体数据分布 等因素。

我发现同一道题,不同时间测试用例可能是不同的,比如代码提交后提示解答错误 73/74,修改了代码过了一段时间提交发现问题没有解决,还提示解答错误 73/74,但是输入的数据是不同的。

后续

我在评论区还发现了一位网友的一次遍历的写法,可以说是很巧妙了。但是,只要使用字符串拼接,性能就是5ms。

class Solution {
    public String getHint(String secret, String guess) {
        int[] nums = new int[10];
        int countA = 0, countB = 0;
        for (int i = 0; i < secret.length(); i++) {
            if (secret.charAt(i) == guess.charAt(i)) countA++;
            else {
                if (nums[guess.charAt(i) - '0']-- > 0) countB++;
                if (nums[secret.charAt(i) - '0']++ < 0) countB++;
            }
        }
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        return sb.append(countA).append('A').append(countB).append('B').toString();
    }
}

最后说一下这个一次遍历的思路,如果猜测的数字与secret当前位置的数字不符:

当猜测数字计数却大于0,说明secret之前遇到过,算是位置不正确,应该将bulls加一。不论前面判断结果怎样,猜测数字计数总要减一。

当secret数字计数小于0,说明guess之前猜到过,但是由于当时没有多余的secret数字,所以没有加。这里遇到了,就将bulls加一。不论前面的判断结果,猜测数字计数总要加一。

1261.在受污染的二叉树中查找元素

目标

给出一个满足下述规则的二叉树:

  1. root.val == 0
  2. 如果 treeNode.val == x 且 treeNode.left != null,那么 treeNode.left.val == 2 * x + 1
  3. 如果 treeNode.val == x 且 treeNode.right != null,那么 treeNode.right.val == 2 * x + 2

现在这个二叉树受到「污染」,所有的 treeNode.val 都变成了 -1。

请你先还原二叉树,然后实现 FindElements 类:

  • FindElements(TreeNode* root) 用受污染的二叉树初始化对象,你需要先把它还原。
  • bool find(int target) 判断目标值 target 是否存在于还原后的二叉树中并返回结果。

说明:

  • TreeNode.val == -1
  • 二叉树的高度不超过 20
  • 节点的总数在 [1, 10^4] 之间
  • 调用 find() 的总次数在 [1, 10^4] 之间
  • 0 <= target <= 10^6

思路

dfs还原节点val,并将其加入到Hash表中,直接contains判断。

这个题被标为medium,估计是想让我们自己实现Hash表来查找元素吧。

代码

/**
 * @date 2024-03-12 2:41
 */
public class FindElements {
    Set<Integer> elements;

    public FindElements(TreeNode root) {
        elements = new HashSet<>();
        recover(root, 0);
    }

    public void recover(TreeNode root, int value) {
        if (root == null) {
            return;
        }
        root.val = value;
        elements.add(value);
        recover(root.left, 2 * value + 1);
        recover(root.right, 2 * value + 2);
    }

    public boolean find(int target) {
        return elements.contains(target);
    }
}

性能

2129.将标题首字母大写

目标

给你一个字符串 title ,它由单个空格连接一个或多个单词组成,每个单词都只包含英文字母。请你按以下规则将每个单词的首字母 大写 :

  • 如果单词的长度为 1 或者 2 ,所有字母变成小写。
  • 否则,将单词首字母大写,剩余字母变成小写。

请你返回 大写后 的 title 。

示例 1:

输入:title = "capiTalIze tHe titLe"
输出:"Capitalize The Title"
解释:
由于所有单词的长度都至少为 3 ,将每个单词首字母大写,剩余字母变为小写。

示例 2:

输入:title = "First leTTeR of EACH Word"
输出:"First Letter of Each Word"
解释:
单词 "of" 长度为 2 ,所以它保持完全小写。
其他单词长度都至少为 3 ,所以其他单词首字母大写,剩余字母小写。

示例 3:

输入:title = "i lOve leetcode"
输出:"i Love Leetcode"
解释:
单词 "i" 长度为 1 ,所以它保留小写。
其他单词长度都至少为 3 ,所以其他单词首字母大写,剩余字母小写。

说明:

  • 1 <= title.length <= 100
  • title 由单个空格隔开的单词组成,且不含有任何前导或后缀空格。
  • 每个单词由大写和小写英文字母组成,且都是 非空 的。

思路

这个要看清题目,单词的长度为 1 或者 2 ,所有字母变成小写。并不是指传入的title长度,而是title中的单词。此外要熟悉字符对应的ASCII码:

Character ASCII
A-Z 65-90
a-z 97-122
空格 32

读取字符数组中的字符,记录第一个字符的index,跳过,将后续的字符均转为小写,直到遇到空格,记录单词字符个数。如果字符个数大于2,将first对应的字符转为大写,否则转为小写。

代码

/**
 * @date 2024-03-11 0:16
 */
public class CapitalizeTitle {

    public String capitalizeTitle(String title) {
        // 使用System.arraycopy复制的数组,可以直接操作
        char[] chars = title.toCharArray();
        for (int i = 0; i < chars.length; i++) {
            char first = (char) i++;
            int counter = 1;
            while (i < chars.length && chars[i] != 32) {
                if (chars[i] < 97) {
                    chars[i] = (char) (chars[i] + 32);
                }
                i++;
                counter++;
            }
            if (counter > 2) {
                if (chars[first] >= 97) {
                    chars[first] = (char) (chars[first] - 32);
                }
            } else {
                if (chars[first] < 97) {
                    chars[first] = (char) (chars[first] + 32);
                }
            }
        }
        return new String(chars);
    }
}

性能