Day03 链表1

# 链表理论基础

# 单链表

链表是一种通过指针串联在一起的线性结构，每一个节点由两部分组成，一个是数据域一个是指针域（存放指向下一个节点的指针），最后一个节点的指针域指向 null。

# 双链表

有两个指针域，一个指向前面一个指后面。

特点：即可以向前查询也可以向后查询。

# 循环链表

循环链表，顾名思义，就是链表首尾相连。

# 构造链表

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public class ListNode {
    // 结点的值
    int val;

    // 下一个结点(后继)，如果是双向列表则得再加一个变量，prev(前驱)
    ListNode next;

    // 节点的构造函数(无参)
    public ListNode() {
    }

    // 节点的构造函数(有一个参数)
    public ListNode(int val) {
        this.val = val;
    }

    // 节点的构造函数(有两个参数)
    public ListNode(int val, ListNode next) {
        this.val = val;
        this.next = next;
    }
}

# 203. 移除链表元素

# 题目：删除链表中等于给定值 val 的所有节点。

示例 1： 输入：head = [1,2,6,3,4,5,6], val = 6 输出：[1,2,3,4,5]

示例 2： 输入：head = [], val = 1 输出：[]

示例 3： 输入：head = [7,7,7,7], val = 7 输出：[]

由于头节点的移除和其他节点不一样，所以要设置虚拟头节点。

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/**
 * 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 removeElements(ListNode head, int val) {
        if(head==null){
            return null;
        }
        //设置虚拟头节点
        ListNode dummyhead=new ListNode(-1,head);
        
        ListNode pre=dummyhead;//前置指针（用于遍历）指向头
        ListNode cru=head;//当前(指针)
        while(cru!=null){
            if(cru.val==val){
                pre.next=cru.next;//跳过cru

            }else{
                pre=cru;//前置指针向前移动了一格
            }
            cru=cru.next;//指针向后移动
        }
        return dummyhead.next;//返回虚拟头后的元素
    }
}

# 707. 设计链表

# 单链表中的节点应该具备两个属性： val 和 next 。 val 是当前节点的值， next 是指向下一个节点的指针 / 引用。

# 实现 MyLinkedList 类：

  • # MyLinkedList() 初始化 MyLinkedList 对象。

  • # int get(int index) 获取链表中下标为 index 的节点的值。如果下标无效，则返回 -1 。

  • # void addAtHead(int val) 将一个值为 val 的节点插入到链表中第一个元素之前。在插入完成后，新节点会成为链表的第一个节点。

  • # void addAtTail(int val) 将一个值为 val 的节点追加到链表中作为链表的最后一个元素。

  • # void addAtIndex(int index, int val) 将一个值为 val 的节点插入到链表中下标为 index 的节点之前。如果 index 等于链表的长度，那么该节点会被追加到链表的末尾。如果 index 比长度更大，该节点将 不会插入 到链表中。

  • # void deleteAtIndex(int index) 如果下标有效，则删除链表中下标为 index 的节点。

注意：头节点从 0 开始。

易犯错：空指针异常。

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class ListNode {
    int val;
    ListNode next;
    ListNode(){}
    //不需要考虑元素
    
    ListNode(int val) {
        this.val=val;
    }
}
class MyLinkedList {
    //size存储链表元素的个数
    int size;
    //虚拟头结点
    ListNode head;

    //初始化链表
    public MyLinkedList() {
        size = 0;//记录链表的长度
        head = new ListNode(0);
    }

    //获取第index个节点的数值，注意index是从0开始的，第0个节点就是头结点
    public int get(int index) {
        //如果index非法，返回-1
        if (index < 0 || index >= size) {
            return -1;
        }
        ListNode currentNode = head;
        //包含一个虚拟头节点，所以查找第 index+1 个节点
        for (int i = 0; i <= index; i++) {
            currentNode = currentNode.next;
        }
        return currentNode.val;
    }

    //在链表最前面插入一个节点，等价于在第0个元素前添加
    public void addAtHead(int val) {
        addAtIndex(0, val);
    }

    //在链表的最后插入一个节点，等价于在(末尾+1)个元素前添加
    public void addAtTail(int val) {
        addAtIndex(size, val);
    }

    // 在第 index 个节点之前插入一个新节点，例如index为0，那么新插入的节点为链表的新头节点。
    // 如果 index 等于链表的长度，则说明是新插入的节点为链表的尾结点
    // 如果 index 大于链表的长度，则返回空
    public void addAtIndex(int index, int val) {
        if (index > size) {
            return;
        }
        if (index < 0) {
            index = 0;
        }
        size++;
        //找到要插入节点的前驱
        ListNode pred = head;
        for (int i = 0; i < index; i++) {
            pred = pred.next;
        }
        ListNode toAdd = new ListNode(val);
        toAdd.next = pred.next;
        pred.next = toAdd;
    }

    //删除第index个节点
    public void deleteAtIndex(int index) {
        if (index < 0 || index >= size) {
            return;
        }
        size--;
        if (index == 0) {
            head = head.next;
	    return;
        }
        ListNode pred = head;
        for (int i = 0; i < index ; i++) {
            pred = pred.next;
        }
        pred.next = pred.next.next;
    }
}

这题不熟练！！！！被绕晕了，明天再看看

# 206. 反转链表

文章链接：https://programmercarl.com/0206. 翻转链表.html# 算法公开课

我的想法：用 for 循环一个接着一个反转（双指针）

# 双指针写法

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/**
 * 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) {
        ListNode pre=null;
        ListNode cru=head;
        ListNode temp;//反转容器
        while(cru!=null){
          temp=cru.next;
          cru.next=pre;
          pre=cru;
          cru=temp;//由于cru.next已经变成pre了所以要变
        
          
        }
        return pre;
    }
}

注意：cru 一直指向 pre。

总结：学习了三个小时，今天学的有点懵。

Day02 数组第二章 part02

# 977. 有续数组的平方

# 题目：给你一个按 非递减顺序 排序的整数数组 nums，返回 每个数字的平方 组成的新数组，要求也按 非递减顺序 排序。（有负数）

示例 1：

  • 输入：nums = [-4,-1,0,3,10]
  • 输出：[0,1,9,16,100]
  • 解释：平方后，数组变为 [16,1,0,9,100]，排序后，数组变为 [0,1,9,16,100]

示例 2：

  • 输入：nums = [-7,-3,2,3,11]
  • 输出：[4,9,9,49,121]

视频链接：https://www.bilibili.com/video/BV1QB4y1D7ep/?spm_id_from=333.337.search-card.all.click&vd_source=e0e7d9473b1926d5432c3c9db17fd187

文章链接：https://programmercarl.com/0977. 有序数组的平方.html# 算法公开课

我的第一想法：平方后再用 sort 排序。（时间复杂度太高了）

# 双指针解法

解决办法：由于数组有正有负，所以要从两边开始，定义两个指针从两头开始填如果负数的平方大于正数的平方，那就先填负数。反之。填完后将该指针向中间移动。

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class Solution {
    public int[] sortedSquares(int[] nums) {
        int news[]=new int[nums.length];
        int i,j,k=news.length-1;
        
        for(i=0,j=nums.length-1;i<=j;){
            if(nums[i]*nums[i]>nums[j]*nums[j]){
                news[k]=nums[i]*nums[i];
                i++;
                k--;
            }else{
                news[k]=nums[j]*nums[j];
                j--;
                k--;
            }
        }
        return news;
    }
}

易错点：i<=j, 因为 i=j 的时候可能还有一个元素。

# 209. 长度最小的子数组

# 题目：给定一个含有 n 个正整数的数组和一个正整数 s ，找出该数组中满足其和 ≥ s 的长度最小的 连续 子数组，并返回其长度。如果不存在符合条件的子数组，返回 0。

示例：

  • 输入：s = 7, nums = [2,3,1,2,4,3]
  • 输出：2
  • 解释：子数组 [4,3] 是该条件下的长度最小的子数组。

提示：

  • 1 <= target <= 10^9
  • 1 <= nums.length <= 10^5
  • 1 <= nums[i] <= 10^5

视频链接：https://www.bilibili.com/video/BV1tZ4y1q7XE/?spm_id_from=333.788&vd_source=e0e7d9473b1926d5432c3c9db17fd187

文章链接：https://programmercarl.com/0209. 长度最小的子数组.html# 思路

第一眼：把所有的情况遍历一遍。（但不知道怎么做）

看视频开头后：可以用两个 for 循环，一个代表左指针（i），一个是右指针（j），每到 j 移动时，就将它所对应的数字求和（sum），当和大于给定数字时记录 j-i 的长度。

解析：窗口就是满足最小长度的数组，> 缩 i，< 扩 j。

# 小工具：1.Math.min（a,b）可以比较出最小值。 2.Integer.MAX_VALUE 可以得出 int 类型最大的数，当判断是否执行数不能 - 1 时用这个标记。
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class Solution {
    public int minSubArrayLen(int target, int[] nums) {
        int j,i=0,sum=0,lon=Integer.MAX_VALUE;//i为起始位置，j为终止位置,lon为长度
        for(j=i;j<nums.length;j++){
            sum+=nums[j];
            while(sum>=target){
                lon=Math.min(lon,j-i+1);
               sum-=nums[i];
                i++;
                
            }
        }
        return lon==Integer.MAX_VALUE?0:lon;
    }
}

易错点：1.lon 不能为 - 1，因为后面是比长度谁小。

2.long 是关键字（细节错误，下回用 result）

3. 不能用 if 因为 i 不确定要移动几次。

4. 求长度的时候要 + 1

# 59. 螺旋矩阵 II

题目：给你一个正整数 n ，生成一个包含 1 到 n2 所有元素，且元素按顺时针顺序螺旋排列的 n x n 正方形矩阵 matrix 。

示例 1：

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输入：n = 3
输出：[[1,2,3],[8,9,4],[7,6,5]]

示例 2：

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输入：n = 1
输出：[[1]]

提示：

  • 1 <= n <= 20
  • 提示：处理好边界！

解法：首先 while 遍历 1 到 n 方，设置四个边界，用 for 循环依次填写每个边界，填写完后记得移动边界。

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class Solution {
    public int[][] generateMatrix(int n) {
        int arr[][]=new int[n][n];
  int top = 0, left = 0, right = n - 1, botton = n - 1, num = 1;
        while (num <= n * n) {

            for (int i = left; i <= right; i++) {
                arr[top][i] = num++;
            }
            top++;
            for (int i = top; i <= botton; i++) {
                arr[i][right] = num++;
            }
            right--;
            for (int i = right; i >= left; i--) {
                arr[botton][i] = num++;
            }
            botton--;
            for (int i = botton; i >= top; i--) {
                arr[i][left] = num++;
            }
            if (botton == top && left == right) {
                arr[top][left] = num;
            }
            left++;


        }
        return arr;
    }
}

# 数组总结

题型：

1. 双指针

2. 二分法

3. 滑动窗口

4. 模拟行为（转圈）

个人感受：如果没有讲解的提示，我可能得想好久。对于滑动窗口和螺旋矩阵我还不熟练，需要多多练习。今天学习了两个小时，加油。

Day01 第一章数组 part01

# 一，数组理论基础

文章链接：https://programmercarl.com/ 数组理论基础.html

这部分都是一些基础知识。

知识点：

1. 数组是存放在连续内存空间上的相同类型数据的集合。

2. 数组的下标从 0 开始

3. 内存空间连续

4. 数组元素只能覆盖不能删除

# 704 二分查找

视频链接：https://www.bilibili.com/video/BV1fA4y1o715/?spm_id_from=333.999.0.0&vd_source=e0e7d9473b1926d5432c3c9db17fd187

二分查找：首先，假设表中元素是按升序排列，将表中间位置记录的关键字与查找关键字比较，如果两者相等，则查找成功；否则利用中间位置记录将表分成前、后两个子表，如果中间位置记录的关键字大于查找关键字，则进一步查找前一子表，否则进一步查找后一子表。重复以上过程，直到找到满足条件的记录，使查找成功，或直到子表不存在为止，此时查找不成功。

# 题目：给定一个 n 个元素有序的（升序）整型数组 nums 和一个目标值 target ，写一个函数搜索 nums 中的 target，如果目标值存在返回下标，否则返回 -1。

易错点：边界

解决：左闭右闭是 left=right 是合法区间，所以对 <=，且 midlle 要 -+1。反之。

代码实现:

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public static int search(int[] nums, int target) {
    int left=0,right= nums.length-1;
    int middle;
    while(left<=right){
        middle=(left+right)/2;
      if(target>nums[middle]){
            left=middle+1;

        }else if(target<nums[middle]){
            right=middle-1;
        }else return middle;
    }
    return -1;
}

# 27 移除元素

文章链接：https://programmercarl.com/0027. 移除元素.html# 思路

# 题目：给你一个数组 nums 和一个值 val，你需要 原地 移除所有数值等于 val 的元素，并返回移除后数组的新长度。

不要使用额外的数组空间，你必须仅使用 O (1) 额外空间并原地修改输入数组。

元素的顺序可以改变。你不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。

示例 1: 给定 nums = [3,2,2,3], val = 3, 函数应该返回新的长度 2, 并且 nums 中的前两个元素均为 2。 你不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。

示例 2: 给定 nums = [0,1,2,2,3,0,4,2], val = 2, 函数应该返回新的长度 5, 并且 nums 中的前五个元素为 0, 1, 3, 0, 4。

# 1. 暴力解法

解释：找到要删除的值就将后面的值赋值给前面。用两层 for 循环。

代码实现：

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class Solution {
    public int removeElement(int[] nums, int val) {
          int count = nums.length,k;
        for (int i = 0; i < count; i++) {

           if (nums[i]==val) {
                
                for (int j = i; j < count-1; j++) {
                    nums[j] = nums[j + 1];

                }
                i--;
                count--;
            }
        }
        return count;
    }
}

易错点：i 要自减，否则会导致其中一个元素没有对比到

# 2. 双指针解法

# 双指针法

双指针法（快慢指针法）： 通过一个快指针和慢指针在一个 for 循环下完成两个 for 循环的工作。

定义快慢指针

  • 快指针：寻找新数组的元素 ，新数组就是不含有目标元素的数组
  • 慢指针：指向更新 新数组下标的位置

代码实现：

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class Solution {
    public int removeElement(int[] nums, int val) {
        int slowIndex=0,fastIndex;
        for(fastIndex=0;fastIndex<nums.length;fastIndex++){
            if(nums[fastIndex]!=val){
                nums[slowIndex]=nums[fastIndex];
                slowIndex++;
            }
            
        }
        return slowIndex;
    }
}

易错点：return 的时候 slowIndex 不需要 + 1，最后一次它会自增。

# 总结

今天我学到了二分查找法和双指针，其实以前看过但没注意细节，有些也忘了，复习一遍挺好的。学习了三个小时，不包括研究 hexo 博客。