小明思考

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          2013年4月25日

          Problem

          Given a string s1, we may represent it as a binary tree by partitioning it to two non-empty substrings recursively.
          Below is one possible representation of s1 = "great":
              great
             /    \
            gr    eat
           / \    /  \
          g   r  e   at
                     / \
                    a   t
          To scramble the string, we may choose any non-leaf node and swap its two children.
          For example, if we choose the node "gr" and swap its two children, it produces a scrambled string "rgeat".
              rgeat
             /    \
            rg    eat
           / \    /  \
          r   g  e   at
                     / \
                    a   t
          We say that "rgeat" is a scrambled string of "great".
          Similarly, if we continue to swap the children of nodes "eat" and "at", it produces a scrambled string "rgtae".
              rgtae
             /    \
            rg    tae
           / \    /  \
          r   g  ta  e
                 / \
                t   a
          We say that "rgtae" is a scrambled string of "great".
          Given two strings s1 and s2 of the same length, determine if s2 is a scrambled string of s1.

           


          分析:

          這個(gè)問題是google的面試題。由于一個(gè)字符串有很多種二叉表示法,貌似很難判斷兩個(gè)字符串是否可以做這樣的變換。
          對(duì)付復(fù)雜問題的方法是從簡(jiǎn)單的特例來思考,從而找出規(guī)律。
          先考察簡(jiǎn)單情況:
          字符串長(zhǎng)度為1:很明顯,兩個(gè)字符串必須完全相同才可以。
          字符串長(zhǎng)度為2:當(dāng)s1="ab", s2只有"ab"或者"ba"才可以。
          對(duì)于任意長(zhǎng)度的字符串,我們可以把字符串s1分為a1,b1兩個(gè)部分,s2分為a2,b2兩個(gè)部分,滿足((a1~a2) && (b1~b2))或者 ((a1~b2) && (a1~b2))

          如此,我們找到了解決問題的思路。首先我們嘗試用遞歸來寫。


          解法一(遞歸)

          兩個(gè)字符串的相似的必備條件是含有相同的字符集。簡(jiǎn)單的做法是把兩個(gè)字符串的字符排序后,然后比較是否相同。
          加上這個(gè)檢查就可以大大的減少遞歸次數(shù)。
          代碼如下:
          public boolean isScramble(String s1, String s2) {
                  int l1 = s1.length();
                  int l2 = s2.length();
                  if(l1!=l2){
                      return false;
                  }
                  if(l1==0){
                      return true;
                  }
                  
                  char[] c1 = s1.toCharArray();
                  char[] c2 = s2.toCharArray();
                  if(l1==1){
                      return c1[0]==c2[0];
                  }
                  Arrays.sort(c1);
                  Arrays.sort(c2);
                  for(int i=0;i<l1;++i){
                      if(c1[i]!=c2[i]){
                          return false;
                      }
                  }
                  
                  boolean result = false;
                  for(int i=1;i<l1 && !result;++i){
                      String s11 = s1.substring(0,i);
                      String s12 = s1.substring(i);
                      String s21 = s2.substring(0,i);
                      String s22 = s2.substring(i);
                      result = isScramble(s11,s21) && isScramble(s12,s22);
                      if(!result){
                          String s31 = s2.substring(0,l1-i);
                          String s32 = s2.substring(l1-i);
                          result = isScramble(s11,s32) && isScramble(s12,s31);
                      }
                  }
                  
                  return result;
              }

          解法二(動(dòng)態(tài)規(guī)劃)
          減少重復(fù)計(jì)算的方法就是動(dòng)態(tài)規(guī)劃。動(dòng)態(tài)規(guī)劃是一種神奇的算法技術(shù),不親自去寫,是很難完全掌握動(dòng)態(tài)規(guī)劃的。

          這里我使用了一個(gè)三維數(shù)組boolean result[len][len][len],其中第一維為子串的長(zhǎng)度,第二維為s1的起始索引,第三維為s2的起始索引。
          result[k][i][j]表示s1[i...i+k]是否可以由s2[j...j+k]變化得來。

          代碼如下,非常簡(jiǎn)潔優(yōu)美:

          public class Solution {
              public boolean isScramble(String s1, String s2) {
                  int len = s1.length();
                  if(len!=s2.length()){
                      return false;
                  }
                  if(len==0){
                      return true;
                  }
                  
                  char[] c1 = s1.toCharArray();
                  char[] c2 = s2.toCharArray();
                  
                  boolean[][][] result = new boolean[len][len][len];
                  for(int i=0;i<len;++i){
                      for(int j=0;j<len;++j){
                          result[0][i][j] = (c1[i]==c2[j]);
                      }
                  }
                  
                  for(int k=2;k<=len;++k){
                      for(int i=len-k;i>=0;--i){
                        for(int j=len-k;j>=0;--j){
                            boolean r = false;
                            for(int m=1;m<k && !r;++m){
                                r = (result[m-1][i][j] && result[k-m-1][i+m][j+m]) || (result[m-1][i][j+k-m] && result[k-m-1][i+m][j]);
                            }
                            result[k-1][i][j] = r;
                        }
                      }
                  }
                  
                  return result[len-1][0][0];
              }
          }

          posted @ 2013-05-22 22:25 小明 閱讀(6141) | 評(píng)論 (0)編輯 收藏

          Problem

          Given a collection of integers that might contain duplicates, S, return all possible subsets.

          Note:

          • Elements in a subset must be in non-descending order.
          • The solution set must not contain duplicate subsets.

          For example,
          If S = [1,2,2], a solution is:

          [   [2],   [1],   [1,2,2],   [2,2],   [1,2],   [] ] 

          分析:
          因?yàn)橐蠼Y(jié)果集是升序排列,所以首先我們要對(duì)數(shù)組進(jìn)行排序。

          子集的長(zhǎng)度可以從0到整個(gè)數(shù)組的長(zhǎng)度。長(zhǎng)度為n+1的子集可以由長(zhǎng)度為n的子集再加上在之后的一個(gè)元素組成。

          這里我使用了三個(gè)技巧
          1。使用了一個(gè)index數(shù)組來記錄每個(gè)子集的最大索引,這樣添加新元素就很簡(jiǎn)單。
          2。使用了兩個(gè)變量start和end來記錄上一個(gè)長(zhǎng)度的子集在結(jié)果中的起始和終止位置。
          3。去重處理使用了一個(gè)last變量記錄前一次的值,它的初始值設(shè)為S[0]-1,這樣就保證了和數(shù)組的任何一個(gè)元素不同。

          代碼如下:
          public class Solution {
              public ArrayList<ArrayList<Integer>> subsetsWithDup(int[] S) {
                  Arrays.sort(S);
                  
                  ArrayList<ArrayList<Integer>> result = new ArrayList<ArrayList<Integer>>();
                  ArrayList<Integer> indexs = new ArrayList<Integer>();
                  result.add(new ArrayList<Integer>());
                  indexs.add(-1);
                  
                  int slen = S.length;
                  int start=0,end=0;
                  for(int len=1;len<=slen;++len){
                      int e = end;
                      for(int i=start;i<=end;++i){
                          ArrayList<Integer> ss = result.get(i);
                          int index = indexs.get(i).intValue();
                          int last = S[0]-1;
                          for(int j = index+1;j<slen;++j){
                              int v = S[j];
                              if(v!=last){
                                  ArrayList<Integer> newss = new ArrayList<Integer>(ss);
                                  newss.add(v);
                                  result.add(newss);
                                  indexs.add(j);
                                  ++e;
                                  last = v;
                              }
                          }
                      }
                      
                      start = end+1;
                      end = e;
                  }
                  return result;
              }
          }

          posted @ 2013-05-21 22:50 小明 閱讀(2122) | 評(píng)論 (0)編輯 收藏

          問題格雷碼是一個(gè)二進(jìn)制的編碼系統(tǒng),相鄰的兩個(gè)數(shù)只有一位是不同的。
          給定一個(gè)非負(fù)的整數(shù)n,代表了格雷碼的位的總數(shù)。輸出格雷碼的序列,這個(gè)序列必須以0開始。

          比如,給定n=2,輸出[0,1,3,2],格雷碼是
          0 = 00
          1 = 01
          3 = 11
          2 = 10

          注:格雷碼的序列并不是唯一,比如n=2時(shí),[0,2,3,1]也滿足條件。


          分析:
          格雷碼的序列中應(yīng)包含2^n個(gè)數(shù)。這個(gè)問題初看起來不容易,我們要想出一個(gè)生成方法。

          對(duì)于n=2,序列是:
          00,01,11,10
          那對(duì)于n=3,如何利用n=2的序列呢?一個(gè)方法是,先在n=2的四個(gè)序列前加0(這其實(shí)是保持不變),然后再考慮把最高位變成1,只需要把方向反過來就可以了
          000,001,011,010
          100,101,111,110-> 110,111,101,100
          把這兩行合起來就可以得到新的序列。

          想通了,寫代碼就很容易了。

          public class Solution {
              public ArrayList<Integer> grayCode(int n) {
                  ArrayList<Integer> result = new ArrayList<Integer>();
                  result.add(0);
                  if(n>0){
                      result.add(1);
                  }
                  
                  int mask = 1;
                  for(int i=2;i<=n;++i){
                      mask *= 2;
                      for(int j=result.size()-1;j>=0;--j){
                          int v = result.get(j).intValue();
                          v |= mask;
                          result.add(v);
                      }
                  }
                  return result;
              }
          }

          posted @ 2013-05-20 21:09 小明 閱讀(2587) | 評(píng)論 (0)編輯 收藏

          問題給定字符串s1,s2,s3,判斷s3是否可以由s1和s2交叉組成得到。

          例如:

          s1 = "aabcc",
          s2 = "dbbca",

          When s3 = "aadbbcbcac", return true.
          When s3 = "aadbbbaccc", return false.


          解法一:(遞歸)

          一個(gè)簡(jiǎn)單的想法,是遍歷s3的每個(gè)字符,這個(gè)字符必須等于s1和s2的某個(gè)字符。如果都不相等,則返回false
          我們使用3個(gè)變量i,j,k分別記錄當(dāng)前s1,s2,s3的字符位置。
          如果s3[k] = s1[i], i向后移動(dòng)一位。如果s3[k]=s2[j],j向后移動(dòng)一位。
          這個(gè)題目主要難在如果s1和s2的字符出現(xiàn)重復(fù)的時(shí)候,就有兩種情況,i,j都可以向后一位。
          下面的算法在這種情況使用了遞歸,很簡(jiǎn)單的做法。但是效率非常差,是指數(shù)復(fù)雜度的。

          public class Solution {
              public boolean isInterleave(String s1, String s2, String s3) {
                  int l1 = s1.length();
                  int l2 = s2.length();
                  int l3 = s3.length();
                  
                  if(l1+l2!=l3){
                      return false;
                  }
                  
                  char[] c1 = s1.toCharArray();
                  char[] c2 = s2.toCharArray();
                  char[] c3 = s3.toCharArray();
                  
                  int i=0,j=0;
                  for(int k=0;k<l3;++k){
                      char c = c3[k];
                      boolean m1 = i<l1 && c==c1[i];
                      boolean m2 = j<l2 && c==c2[j];
                      if(!m1 && !m2){
                          return false;
                      }
                      else if(m1 && m2){
                          String news3 =  s3.substring(k+1);
                          return isInterleave(s1.substring(i+1),s2.substring(j),news3)
                                          || isInterleave(s1.substring(i),s2.substring(j+1),news3);
                      }
                      else if(m1){
                          ++i;
                      }
                      else{
                          ++j;
                      }
                  }
                  
                  return true;        
              }
          }


          解法二:(動(dòng)態(tài)規(guī)劃)
          為了減少重復(fù)計(jì)算,就要使用動(dòng)態(tài)規(guī)劃來記錄中間結(jié)果。

          這里我使用了一個(gè)二維數(shù)組result[i][j]來表示s1的前i個(gè)字符和s2的前j個(gè)字符是否能和s3的前i+j個(gè)字符匹配。

          狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程如下:
          result[i,j] = (result[i-1,j] && s1[i] = s3[i+j])  || (result[i,j-1] && s2[j] = s3[i+j]);
          其中0≤i≤len(s1) ,0≤j≤len(s2)

          這樣算法復(fù)雜度就會(huì)下降到O(l1*l2)
          public class Solution {
             
          public boolean isInterleave(String s1, String s2, String s3) {
                  int l1 = s1.length();
                  int l2 = s2.length();
                  int l3 = s3.length();
                 
                  if(l1+l2!=l3){
                      return false;
                  }
                  
                  char[] c1 = s1.toCharArray();
                  char[] c2 = s2.toCharArray();
                  char[] c3 = s3.toCharArray();
                  
                  boolean[][] result = new boolean[l1+1][l2+1];
                  result[0][0] = true;
                  
                  for(int i=0;i<l1;++i){
                      if(c1[i]==c3[i]){
                          result[i+1][0] = true;
                      }
                      else{
                          break;
                      }
                  }
                  
                  for(int j=0;j<l2;++j){
                      if(c2[j]==c3[j]){
                          result[0][j+1] = true;
                      }
                      else{
                          break;
                      }
                  }
                  
                  
                  for(int i=1;i<=l1;++i){
                      char ci = c1[i-1];
                      for(int j=1;j<=l2;++j){
                          char cj = c2[j-1];
                          char ck = c3[i+j-1];
                             result[i][j] = (result[i][j-1] && cj==ck) || (result[i-1][j] && ci==ck);
                      }
                  }
                  
                  return result[l1][l2];
             }
          }

          posted @ 2013-05-10 20:47 小明 閱讀(3238) | 評(píng)論 (4)編輯 收藏

               摘要: 給定一個(gè)由n個(gè)整數(shù)組成的數(shù)組S,是否存在S中的三個(gè)數(shù)a,b,c使得 a+b+c=0?找出所有的不重復(fù)的和為0的三元組。

          注意:
          1.三元組的整數(shù)按照升序排列 a2.給出的結(jié)果中不能含有相同的三元組  閱讀全文

          posted @ 2013-05-01 23:13 小明 閱讀(1928) | 評(píng)論 (0)編輯 收藏

               摘要: 給定兩個(gè)字符串S和T,計(jì)算S的子序列為T的個(gè)數(shù)。

          這里的字符串的子序列指的是刪除字符串的幾個(gè)字符(也可以不刪)而得到的新的字符串,但是不能改變字符的相對(duì)位置。

          比如“ACE”是“ABCDE”的子序列,但是“AEC”就不是。

          如果S=“rabbbit” T=“rabit”,有3種不同的子序列為T的構(gòu)成方法,那么結(jié)果應(yīng)該返回3。  閱讀全文

          posted @ 2013-04-26 23:33 小明 閱讀(2039) | 評(píng)論 (1)編輯 收藏

          問題給定一顆二叉樹:
          class TreeLinkNode {
            TreeLinkNode left;
            TreeLinkNode right;
            TreeLinkNode next;
          }
          要求把所有節(jié)點(diǎn)的next節(jié)點(diǎn)設(shè)置成它右邊的節(jié)點(diǎn),如果沒有右節(jié)點(diǎn),設(shè)置成空。初始狀態(tài),所有的next的指針均為null.

          要求:你只能使用常數(shù)的空間。

          比如:
                   1
                 /  \
                2    3
               / \    \
              4   5    7
          應(yīng)該輸出:

          1 -> NULL
                 /  \
                2 -> 3 -> NULL
               / \    \
              4-> 5 -> 7 -> NULL

          分析:
          題目不難,但是在面試時(shí),在有限的時(shí)間內(nèi),沒有bug寫出,還是很考驗(yàn)功力的。

          解決這個(gè)問題的思路是逐層掃描,上一層設(shè)置好下一層的next關(guān)系,在處理空指針的時(shí)候要格外小心。
          代碼如下,有注釋,應(yīng)該很容易看懂:
          使用了三個(gè)指針:
          node:當(dāng)前節(jié)點(diǎn)
          firstChild:下一層的第一個(gè)非空子節(jié)點(diǎn)
          lastChild:下一層的最后一個(gè)待處理(未設(shè)置next)的子節(jié)點(diǎn)

              public void connect(TreeLinkNode root) {
                  TreeLinkNode node = root;
                  TreeLinkNode firstChild = null;
                  TreeLinkNode lastChild = null;
                  
                  while(node!=null){
                      if(firstChild == null){ //記錄第一個(gè)非空子節(jié)點(diǎn)
                          firstChild = node.left!=null?node.left:node.right;
                      }
                      //設(shè)置子節(jié)點(diǎn)的next關(guān)系,3種情況
                      if(node.left!=null && node.right!=null){ 
                          if(lastChild!=null){
                              lastChild.next = node.left;
                          }
                          node.left.next = node.right;
                          lastChild = node.right;
                      }
                      else if(node.left!=null){
                          if(lastChild!=null){
                              lastChild.next = node.left;
                          }
                          lastChild = node.left;
                      }
                      else if(node.right!=null){
                          if(lastChild!=null){
                              lastChild.next = node.right;
                          }
                          lastChild = node.right;
                      }
                      //設(shè)置下一個(gè)節(jié)點(diǎn),如果本層已經(jīng)遍歷完畢,移到下一層的第一個(gè)子節(jié)點(diǎn)
                      if(node.next!=null){
                          node = node.next;
                      }
                      else{
                          node = firstChild;
                          firstChild = null;
                          lastChild = null;
                      }
                  }
              }

          posted @ 2013-04-26 11:23 小明 閱讀(2133) | 評(píng)論 (0)編輯 收藏

          問題假設(shè)你有一個(gè)數(shù)組包含了每天的股票價(jià)格,它的第i個(gè)元素就是第i天的股票價(jià)格。 

          設(shè)計(jì)一個(gè)算法尋找最大的收益。你可以最多進(jìn)行兩次交易。
          注意:你不能同時(shí)進(jìn)行多次交易,也就是說你買股票之前,必須賣掉手中股票。


          分析:
          這道題相比之前的兩道題,難度提高了不少。

          因?yàn)橄拗屏酥荒芙灰變纱危晕覀兛梢园裯天分為兩段,分別計(jì)算這兩段的最大收益,就可以得到一個(gè)最大收益。窮舉所有這樣的分法,就可以得到全局的最大收益。

          為了提高效率,這里使用動(dòng)態(tài)規(guī)劃,即把中間狀態(tài)記錄下來。使用了兩個(gè)數(shù)組profits,nprofits分別記錄從0..i和i..n的最大收益。

          代碼如下:

          public int maxProfit(int[] prices) {
                  int days = prices.length;
                  if(days<2){
                      return 0;
                  }
                  int[] profits = new int[days];
                  int min = prices[0];
                  int max = min;
                  for(int i=1;i<days;++i){
                      int p = prices[i];
                      if(min>p){
                          max = min = p;
                      }
                      else if(max<p){
                          max = p;
                      }
                      int profit = max - min;
                      profits[i] = (profits[i-1]>profit)?profits[i-1]:profit;
                  }
                  
                  int[] nprofits = new int[days];
                  nprofits[days-1] = 0;
                  max = min = prices[days-1];
                  for(int i=days-2;i>=0;--i){
                      int p = prices[i];
                      if(min>p){
                          min =p;
                      }
                      else if(max<p){
                          max = min = p;
                      }
                      int profit = max - min;
                      nprofits[i] = (nprofits[i+1]>profit)?nprofits[i+1]:profit;
                  }
                  
                  int maxprofit = 0;
                  
                  for(int i=0;i<days;++i){
                      int profit = profits[i]+nprofits[i];
                      if(maxprofit<profit){
                          maxprofit = profit;
                      }
                  }
                  
                  return maxprofit;        
              }

          posted @ 2013-04-25 22:22 小明 閱讀(2074) | 評(píng)論 (0)編輯 收藏

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