《剑指offer》专题—算法训练 day03

朴灿烈づ我的快乐病毒、 2022-09-12 14:52 160阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  《剑指offer》专题—算法训练day03
 *  一、青蛙跳台阶
 *   *  思路
 *  二、矩形覆盖
 *   *  思路
 *  三、链表中倒数第k个结点
 *   *  思路
 *  四、二进制中1的个数
 *   *  思路一
     *  思路二
     *  思路三
 *  未完待续...

# 《剑指offer》专题—算法训练day03 #

接着上一篇我们提到的 斐波那契数列，我们来 简单了解一下 动态规划问题

现阶段我们解决动归问题，只需要了解三个步骤

> 1.定义状态  
> 2.编写状态转移方程  
> 3.设置初始值

下面我们通过两道题,也就是《青蛙跳台阶》、《矩形覆盖》两个部分进行深入实践

# 一、青蛙跳台阶 #

[https://www.nowcoder.com/practice/8c82a5b80378478f9484d87d1c5f12a4?][https_www.nowcoder.com_practice_8c82a5b80378478f9484d87d1c5f12a4]

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAUkFJTiA3_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]

## 思路 ##

> 定义状态

我们可以根据题意得到

如果 青蛙要跳到 n 级台阶的跳法怎么算

>   我们已知青蛙 一次能跳 1级台阶 或者 2级台阶，所以青蛙最后一步要么跳2节（从n-2开始跳），要么跳1节（从n-1开始跳），我们可得 跳到 n级台阶的跳法 = 跳到（n-1）级台阶的跳法 + 跳到（n-2）级台阶的跳法

> 得到状态转移方程

> f(n) = f(n-1)+f(n-2)

> 设置初始值

>   我们知道 青蛙从第0级台阶开始跳，跳到1级有一种跳法 f(1) = 1 ,跳到2级有两种跳法 f(2) = 2,跳到三级 就有 3种方法 ，f(3 ) = f(1) +f(2) = 3…

所以我们根据这些条件，可以编写相关代码了

相关代码

public class Solution {
        
        public int jumpFloor(int target){
        
            
               if(target ==0||target == 1 || target == 2){
        
                   return target;
               }
            
            return jumpFloor(target-1) +jumpFloor(target-2);
        }
    }

# 二、矩形覆盖 #

[https://www.nowcoder.com/practice/72a5a919508a4251859fb2cfb987a0e6?][https_www.nowcoder.com_practice_72a5a919508a4251859fb2cfb987a0e6]

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAUkFJTiA3_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 1]

## 思路 ##

这个题的思路和上面青蛙跳台阶基本一致，我们还是再来分析一下吧

我们可以发现，就是如果我们 最后 如果要 覆盖成一个 2\*n 的矩形，最后一步的方法，可以一次放1个竖的，要么直接放2个横的

>   所以 覆盖2\*n矩形的方法 = 覆盖 2 \**（n-1) 的所有方法 + 覆盖 2* \*（n-2）的所有方法

我们得到了状态转移方程

> f(n) = f(n-1)+f(n-2)

然后开始设置初始值

n=0时 方法有0种

> f（0 ） = 0

n=1时 方法有1种 （竖的放一个）

> f（1）= 1

n=2时 方法有2种 （竖的放两个、或者横的放两个）

> f（2） = 2

n=3时，方法有三种，如题中所给的那三种方法

> f（3） = 3

根据上述的相关条件，我们可以编写这道题的代码了

public class Solution {
        
        public int rectCover(int target) {
        
           // 这个题最后去放时，要么放一个竖的，要么放两个横的
            
            if(target == 0){
        
                return 0;
            }
            
            if(target==1){
        
                return 1;
            }
            
            if(target==2){
        
                return 2;
            }
            
            
            return rectCover(target-2)+rectCover(target-1);
        }
    }

# 三、链表中倒数第k个结点 #

[https://www.nowcoder.com/practice/529d3ae5a407492994ad2a246518148a?][https_www.nowcoder.com_practice_529d3ae5a407492994ad2a246518148a]

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAUkFJTiA3_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 2]

## 思路 ##

举一个例子：

我先提供一个 已有的链表结构

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3JhaW42Nw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

我们现在提供 给一个整形参数 k = 2 ，找到这个链表结构中的倒数第二个节点 。

> 思路一

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3JhaW42Nw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]

> 思路二

![在这里插入图片描述][20210519002419251.png_pic_center]

这种思路我们在实际链表中 走一遍…

设置 fast 、slow 指向head 头节点

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3JhaW42Nw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]

fast 先走 k-1 步， slow 保持不动

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3JhaW42Nw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]

slow、fast 同时向后走，直到 fast 为指为null

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3JhaW42Nw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 4]

此时 slow 指向的就是 我们题目所求的链表的 倒数第 2 个节点。

返回 slow。

好的 思路二能够找到倒数第 K 个节点，我们来就具体实现其每一个步骤的具体思路

> 1.首先我们传入参数 k 值，要考虑 k的合法性

> 2.slow、fast 的实际操作

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3JhaW42Nw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 5]

但是 ，上面的代码思路仍然有缺陷，在判断 k 的合法性时， 如果 k > sizeof() ,我们要调用 sizeof() 函数，此时也是一次 遍历链表的过程，所以 遍历次数两遍，也不符合要求。

我们还要继续调整…

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3JhaW42Nw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 6]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3JhaW42Nw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 7]

这样的思路过程就没有问题了，整体代码遍历一遍。

**相关代码**

/*
    public class ListNode {
        int val;
        ListNode next = null;
    
        ListNode(int val) {
            this.val = val;
        }
    }*/
    public class Solution {
        
        public ListNode FindKthToTail(ListNode head,int k) {
        
            
    //  先对参数的合法性进行判断
            if(head == null){
        
                return null;
            }
            
            if(k<=0){
        
                return null;
            }
            
    //    k 的合法值应该在[0,size] 之间 （size 是链表的长度）
    //     但是为了题解时间复杂度的尽可能小，我们先不对链表进行遍历求长度.
             
    //  定义 两个 快慢指针 进行辅助
            ListNode fast = head;
            ListNode slow = head;
            
            while(k>0){
        
    //  如果fast 成为 null ，说明 k的大小超过了链表的长度，k值非法，那么直接返回一个 null
            if(fast == null){
        
                return null;
            }
    //     fast 不为 null 时，快指针先往后走 k 个节点
                fast = fast.next;
                k--;
            }
            
    //      fast 先走了k 个节点，然后 fast 和 slow 一起向后遍历.
    //       当 fast为null 时，slow 对应的节点就是 倒数第 k 个节点.
            
            while(fast !=null){
        
                fast = fast.next;
                slow = slow.next;
            }
    // 此时返回slow
            return slow;
        }
    }

# 四、二进制中1的个数 #

[https://www.nowcoder.com/practice/8ee967e43c2c4ec193b040ea7fbb10b8?][https_www.nowcoder.com_practice_8ee967e43c2c4ec193b040ea7fbb10b8]

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAUkFJTiA3_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 3]

## 思路一 ##

>   从n的2进制形式的最右边开始判断是不是1,该解法如果输入时负数会陷入死循环，因为负数右移时，在最高位补得是1，在题中最终目的是求1的个数，那么会有无数个1了。

\-------------可能陷入死循环的解法---------------------

public class Solution {
        
        public int NumberOf1(int n) {
        
              int count= 0;
            while(n!=0){
        
             if((n&1)== 1){
        
                 count++;
             }
                n >>= 1;
            }
            return count;
        }
        
    }

**运行结果**：

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAUkFJTiA3_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 4]

> 遇到负数循环过多导致运行超时

## 思路二 ##

> 所以我们知道题目中给我们提供的都是整形int，一共有32位，所以我们要控制循环的次数

public class Solution {
        
        public int NumberOf1(int n) {
        
           int count= 0;
           for(int i =0;i<32;i++){
        
             if((n&1)== 1){
        
                 count++;
             }
                n >>= 1;
            }
            return count;
        }
        
    }

## 思路三 ##

public class Solution {
        
        public int NumberOf1(int n) {
        
              int count= 0;
            while(n!=0){
        
                count++;
                n = n & (n-1);
            }
            return count;
        }
        
    }

> 分析一下代码：  
> 这段小小的代码，很是巧妙。  
> 如果一个整数不为0，那么这个整数至少有一位是1。如果我们把这个整数减1，那么原来处在整数最右边的1就会变为0，原来在1后面的所有的0都会变成1(如果最右边的1后面还有0的话)。其余所有位将不会受到影响。

好了，今天的内容就结束了，希望大家多多练习~~

**谢谢欣赏！！！**

**《剑指offer》 算法训练day4 敬请期待…**

# 未完待续… #

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[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3JhaW42Nw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]: /images/20220828/7f3ed9abed5846bb96ea16245706f2a2.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3JhaW42Nw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 4]: /images/20220828/e0d7071e1d6b412a937187169bc8fec9.png
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[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3JhaW42Nw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 6]: /images/20220828/0e21de3a040b4a7a93512ce4f72f1693.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3JhaW42Nw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 7]: /images/20220828/744fdf4537b14cc0bb2b163c9b1bae62.png
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[watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAUkFJTiA3_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 3]: /images/20220828/1ab3825beba94581844de571d64288b7.png
[watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAUkFJTiA3_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 4]: /images/20220828/8ee787796f184447949c4b24e36fb049.png