Java | LeetCode

Задача: 347. Top K Frequent Elements
Сложность: medium

Дан массив целых чисел nums и целое число k. Верните k самых частых элементов. Вы можете вернуть ответ в любом порядке.

Пример:

Input: nums = [1,1,1,2,2,3], k = 2
Output: [1,2]

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Подсчет частоты:
Используйте хеш-таблицу или словарь для подсчета количества вхождений каждого элемента в массиве nums.

2⃣Создание кучи:
Создайте кучу, чтобы отсортировать элементы по их частоте и выбрать k самых частых элементов.

3⃣Возврат результата:
Верните k самых частых элементов.

😎 Решение:

import java.util.*;
import java.util.stream.Collectors;

public class Solution {
    public List<Integer> topKFrequent(int[] nums, int k) {
        Map<Integer, Integer> count = new HashMap<>();
        for (int num : nums) {
            count.put(num, count.getOrDefault(num, 0) + 1);
        }
        PriorityQueue<Map.Entry<Integer, Integer>> heap = new PriorityQueue<>(
            (a, b) -> b.getValue() - a.getValue());
        heap.addAll(count.entrySet());
        List<Integer> result = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < k; i++) {
            result.add(heap.poll().getKey());
        }
        return result;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 651. 4 Keys Keyboard
Сложность: medium

Представьте, что у вас есть специальная клавиатура со следующими клавишами: A: Напечатать одну букву "A" на экране. Ctrl-A: Выделить весь экран. Ctrl-C: Скопировать выделение в буфер. Ctrl-V: Печать буфера на экране с добавлением его после того, что уже было напечатано. Учитывая целое число n, верните максимальное количество букв 'A', которые можно напечатать на экране при нажатии не более n клавиш.

Пример:

Input: root = [1,2,3,4,null,2,4,null,null,4]
Output: [[2,4],[4]]

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Используйте динамическое программирование для отслеживания максимального количества букв 'A' на экране после каждого числа нажатий клавиш.

2⃣Итерируйтесь от 1 до n, вычисляя максимальное количество 'A' для каждой позиции, учитывая возможность вставки скопированного текста.

3⃣Возвращайте значение из таблицы динамического программирования для n нажатий клавиш.

😎 Решение:

public class Solution {
    public int maxA(int n) {
        int[] dp = new int[n + 1];
        for (int i = 1; i <= n; i++) {
            dp[i] = dp[i - 1] + 1;
            for (int j = 2; j < i; j++) {
                dp[i] = Math.max(dp[i], dp[j - 2] * (i - j + 1));
            }
        }
        return dp[n];
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 349. Intersection of Two Arrays
Сложность: easy

Даны два целочисленных массива nums1 и nums2. Верните массив их пересечения. Каждый элемент в результате должен быть уникальным, и вы можете вернуть результат в любом порядке.

Пример:

Input: nums1 = [1,2,2,1], nums2 = [2,2]
Output: [2]

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Создание множеств:
Преобразуйте оба массива nums1 и nums2 в множества для получения уникальных элементов.

2⃣Нахождение пересечения:
Найдите пересечение двух множеств.

3⃣Возврат результата:
Преобразуйте пересечение обратно в массив и верните его.

😎 Решение:

public class Solution {
    public int[] intersection(int[] nums1, int[] nums2) {
        Set<Integer> set1 = new HashSet<>();
        for (int num : nums1) {
            set1.add(num);
        }
        Set<Integer> set2 = new HashSet<>();
        for (int num : nums2) {
            set2.add(num);
        }
        set1.retainAll(set2);
        int[] result = new int[set1.size()];
        int i = 0;
        for (int num : set1) {
            result[i++] = num;
        }
        return result;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 1086. High Five
Сложность: easy

Дан список оценок различных студентов, items, где items[i] = [IDi, scorei] представляет собой одну оценку студента с идентификатором IDi. Вычислите среднее значение пяти лучших оценок каждого студента.

Верните ответ в виде массива пар result, где result[j] = [IDj, topFiveAveragej] представляет студента с идентификатором IDj и его среднее значение пяти лучших оценок. Отсортируйте result по IDj в порядке возрастания.

Среднее значение пяти лучших оценок студента вычисляется путем сложения его пяти лучших оценок и деления на 5 с использованием целочисленного деления.

Пример:

Input: items = [[1,100],[7,100],[1,100],[7,100],[1,100],[7,100],[1,100],[7,100],[1,100],[7,100]]
Output: [[1,100],[7,100]]

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Создайте словарь для хранения оценок каждого студента, где ключом будет ID студента, а значением — список его оценок. Переберите элементы в массиве items и добавьте каждую оценку в соответствующий список в словаре, используя ID студента как ключ.

2⃣Создайте список для хранения результата result. Переберите словарь и для каждого студента отсортируйте его оценки в порядке убывания, возьмите пять лучших оценок, вычислите их среднее значение (с целочисленным делением на 5) и добавьте пару [ID, topFiveAverage] в результат.

3⃣Отсортируйте список result по возрастанию ID студента и верните его.

😎 Решение:

class Solution {
    private int K = 5;

    public List<int[]> highFive(int[][] items) {
        Arrays.sort(items, (a, b) -> {
            if (a[0] != b[0]) return a[0] - b[0];
            return b[1] - a[1];
        });

        List<int[]> solution = new ArrayList<>();
        int n = items.length;
        int i = 0;
        while (i < n) {
            int id = items[i][0];
            int sum = 0;
            for (int k = i; k < i + K; ++k) {
                sum += items[k][1];
            }
            while (i < n && items[i][0] == id) {
                i++;
            }
            solution.add(new int[]{id, sum / K});
        }
        return solution;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 893. Groups of Special-Equivalent Strings
Сложность: medium

Вам дан массив строк одинаковой длины words. За один ход вы можете поменять местами любые два четных или любые два нечетных символа строки words[i]. Две строки words[i] и words[j] являются специально-эквивалентными, если после любого количества ходов words[i] == words[j].

Например, words[i] = "zzxy" и words[j] = "xyzz" являются специально-эквивалентными, потому что мы можем делать ходы "zzxy" -> "xzzy" -> "xyzz". Группа специально-эквивалентных строк из слов - это непустое подмножество слов, такое, что: каждая пара строк в группе специально-эквивалентна, и группа имеет максимально возможный размер (т.е, не существует строки words[i], не входящей в группу, такой, что words[i] является специально-эквивалентной каждой строке в группе). Верните количество групп специально-эквивалентных строк из слов.

Пример:

Input: words = ["abcd","cdab","cbad","xyzz","zzxy","zzyx"]
Output: 3

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Для каждой строки в массиве words создать два новых списка: один из символов на четных позициях, другой из символов на нечетных позициях. Отсортировать оба списка и объединить их в одну строку, которая будет представлять каноническую форму строки.

2⃣Использовать множество, чтобы хранить все уникальные канонические формы строк.

3⃣Размер множества будет равен количеству групп специально-эквивалентных строк.

😎 Решение:

import java.util.*;

class Solution {
    public int numSpecialEquivGroups(String[] words) {
        Set<String> uniqueForms = new HashSet<>();
        
        for (String word : words) {
            char[] evenChars = new char[(word.length() + 1) / 2];
            char[] oddChars = new char[word.length() / 2];
            
            for (int i = 0; i < word.length(); i++) {
                if (i % 2 == 0) {
                    evenChars[i / 2] = word.charAt(i);
                } else {
                    oddChars[i / 2] = word.charAt(i);
                }
            }
            
            Arrays.sort(evenChars);
            Arrays.sort(oddChars);
            String canonicalForm = new String(evenChars) + new String(oddChars);
            uniqueForms.add(canonicalForm);
        }
        
        return uniqueForms.size();
    }

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: №31. Next Permutation
Сложность: medium

Перестановка массива целых чисел — это упорядочивание его элементов в определённую последовательность.
Нужно изменить текущий массив nums, чтобы получить следующую лексикографически большую перестановку.
Если такой не существует (массив в убывающем порядке) — отсортировать его по возрастанию.

Пример:

Input: nums = [1,2,3] Output: [1,3,2]

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Найти самый длинный невозрастающий суффикс справа. Элемент перед ним — это "точка поворота" i.

2⃣Найти справа от i наименьшее число, большее nums[i], и поменять их местами.

3⃣Развернуть все элементы после позиции i — они были в убывающем порядке, а нам нужно минимальное по возрастанию завершение.

😎 Решение:

public class Solution {
    public void nextPermutation(int[] nums) {
        int i = nums.length - 2;
        while (i >= 0 && nums[i + 1] <= nums[i]) {
            i--;
        }
        if (i >= 0) {
            int j = nums.length - 1;
            while (nums[j] <= nums[i]) {
                j--;
            }
            swap(nums, i, j);
        }
        reverse(nums, i + 1);
    }

    private void reverse(int[] nums, int start) {
        int i = start, j = nums.length - 1;
        while (i < j) {
            swap(nums, i, j);
            i++;
            j--;
        }
    }

    private void swap(int[] nums, int i, int j) {
        int temp = nums[i];
        nums[i] = nums[j];
        nums[j] = temp;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 1271. Hexspeak
Сложность: easy

Десятичное число можно преобразовать в его шестнадцатеричное представление, сначала преобразовав его в прописную шестнадцатеричную строку, а затем заменив все вхождения цифры '0' на букву 'O', а цифры '1' - на букву 'I'. Такое представление допустимо тогда и только тогда, когда оно состоит только из букв набора {'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'I', 'O'}. Получив строку num, представляющую десятичное целое число n, верните шестнадцатеричное представление n, если оно допустимо, иначе верните "ERROR".

Пример:

Input: num = "257"
Output: "IOI"

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Преобразуйте десятичное число в шестнадцатеричную строку в верхнем регистре.

2⃣Замените все вхождения цифры '0' на букву 'O', а цифры '1' на букву 'I'

3⃣Проверьте, что преобразованная строка содержит только допустимые символы. Если это так, верните строку, иначе верните "ERROR".

😎 Решение:

public class Solution {
    public String toHexString(String num) {
        String hexStr = Long.toHexString(Long.parseLong(num)).toUpperCase().replace('0', 'O').replace('1', 'I');
        for (char c : hexStr.toCharArray()) {
            if ("ABCDEFIO".indexOf(c) == -1) {
                return "ERROR";
            }
        }
        return hexStr;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 1329. Sort the Matrix Diagonally
Сложность: medium

Диагональ матрицы — это диагональная линия ячеек, начинающаяся с какой-либо ячейки в самой верхней строке или в самом левом столбце и идущая в направлении вниз-вправо до конца матрицы. Например, диагональ матрицы, начинающаяся с mat[2][0], где mat — это матрица размером 6 x 3, включает ячейки mat[2][0], mat[3][1] и mat[4][2].

Дана матрица mat размером m x n, состоящая из целых чисел. Отсортируйте каждую диагональ матрицы по возрастанию и верните полученную матрицу.

Пример:

Input: mat = [[3,3,1,1],[2,2,1,2],[1,1,1,2]]
Output: [[1,1,1,1],[1,2,2,2],[1,2,3,3]]

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Сохраните размеры матрицы m и n. Создайте хеш-карту из минимальных куч для хранения элементов диагоналей.

2⃣Вставьте значения в хеш-карту, используя разность между индексами строки и столбца как ключ, чтобы собирать элементы на одной и той же диагонали.

3⃣Извлеките значения из хеш-карты и обновите матрицу, заполняя ее отсортированными значениями диагоналей. Верните отсортированную матрицу.

😎 Решение:

class Solution {
    public int[][] diagonalSort(int[][] mat) {
        int m = mat.length;
        int n = mat[0].length;

        Map<Integer, PriorityQueue<Integer>> diagonals = new HashMap<>();

        for (int row = 0; row < m; row++) {
            for (int col = 0; col < n; col++) {
                int key = row - col;
                diagonals.putIfAbsent(key, new PriorityQueue<>());
                diagonals.get(key).add(mat[row][col]);
            }
        }

        for (int row = 0; row < m; row++) {
            for (int col = 0; col < n; col++) {
                int key = row - col;
                mat[row][col] = diagonals.get(key).poll();
            }
        }

        return mat;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 1178. Number of Valid Words for Each PuzzleHardTopicsHint
Сложность: hard

Относительно заданной строки-головоломки, слово является допустимым, если выполняются оба следующих условия:

Слово содержит первую букву головоломки.
Каждая буква в слове присутствует в головоломке.
Например, если головоломка "abcdefg", то допустимыми словами являются "faced", "cabbage" и "baggage", а недопустимыми словами являются "beefed" (не включает 'a') и "based" (включает 's', которой нет в головоломке).

Верните массив answer, где answer[i] - это количество слов в данном списке слов words, которые допустимы относительно головоломки puzzles[i].

Пример:

Input: words = ["apple","pleas","please"], puzzles = ["aelwxyz","aelpxyz","aelpsxy","saelpxy","xaelpsy"]
Output: [0,1,3,2,0]

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Постройте карту. Для каждого слова в списке words:
Преобразуйте его в битовую маску его символов. Если эта битовая маска не была ранее встречена, сохраните ее в качестве ключа в карте со значением 1. Если она была ранее встречена, увеличьте счетчик для этой битовой маски на 1.

2⃣Подсчитайте количество допустимых слов для каждой головоломки. Для каждой головоломки в списке puzzles:
Преобразуйте ее в битовую маску ее символов. Итерируйте по каждой возможной подмаске, содержащей первую букву головоломки (puzzle[i][0]). Слово является допустимым для головоломки, если его битовая маска совпадает с одной из подмасок головоломки.

3⃣Для каждой подмаски увеличивайте счетчик на количество слов, соответствующих подмаске. Мы можем найти количество слов, соответствующих подмаске, используя карту, построенную на предыдущем шаге.

😎 Решение:

class Solution {
    private int bitmask(String word) {
        int mask = 0;
        for (char letter : word.toCharArray()) {
            mask |= 1 << (letter - 'a');
        }
        return mask;
    }

    public List<Integer> findNumOfValidWords(String[] words, String[] puzzles) {
        Map<Integer, Integer> wordCount = new HashMap<>();
        for (String word : words) {
            int mask = bitmask(word);
            wordCount.put(mask, wordCount.getOrDefault(mask, 0) + 1);
        }

        List<Integer> result = new ArrayList<>();
        for (String puzzle : puzzles) {
            int first = 1 << (puzzle.charAt(0) - 'a');
            int count = wordCount.getOrDefault(first, 0);
            int mask = bitmask(puzzle.substring(1));
            for (int submask = mask; submask > 0; submask = (submask - 1) & mask) {
                count += wordCount.getOrDefault(submask | first, 0);
            }
            result.add(count);
        }
        return result;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 913. Cat and Mouse
Сложность: hard

В игру на неориентированном графе играют два игрока, Мышь и Кот, которые чередуются по очереди. Граф задан следующим образом: graph[a] - это список всех вершин b, таких, что ab является ребром графа. Мышь начинает в вершине 1 и идет первой, Кот начинает в вершине 2 и идет второй, а в вершине 0 находится дыра. Во время хода каждого игрока он должен пройти по одному ребру графа, которое встречает его местоположение.Например, если Мышь находится в узле 1, она должна добраться до любого узла графа[1]. Кроме того, Кошке запрещено добираться до Дыры (узел 0). Затем игра может закончиться тремя способами: если Кошка занимает тот же узел, что и Мышь, Кошка побеждает. Если Мышь достигает Дыры, Мышь побеждает. Если позиция повторяется (т.е, игроки находятся в той же позиции, что и в предыдущий ход, и сейчас очередь того же игрока двигаться), то игра считается ничейной. Учитывая граф и предполагая, что оба игрока играют оптимально, верните 1, если в игре победила мышь, 2, если в игре победила кошка, или 0, если в игре ничья.

Пример:

Input: graph = [[2,5],[3],[0,4,5],[1,4,5],[2,3],[0,2,3]]
Output: 0

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Использовать динамическое программирование с мемоизацией для хранения результатов игры для каждой комбинации позиций мыши, кота и текущего игрока.

2⃣Проверить три условия окончания игры:
Мышь достигает дырки (победа мыши).
Кот достигает мыши (победа кота).
Позиция повторяется (ничья).

3⃣Использовать BFS (поиск в ширину) для определения результатов игры, начиная с конечных состояний и работая назад.

😎 Решение:

import java.util.*;

public class Solution {
    public int catMouseGame(int[][] graph) {
        int n = graph.length;
        final int DRAW = 0, MOUSE = 1, CAT = 2;
        int[][][] dp = new int[n][n][2];
        Queue<int[]> queue = new LinkedList<>();

        for (int i = 1; i < n; i++) {
            dp[0][i][0] = MOUSE;
            dp[0][i][1] = MOUSE;
            dp[i][i][0] = CAT;
            dp[i][i][1] = CAT;
            queue.offer(new int[]{0, i, 0, MOUSE});
            queue.offer(new int[]{0, i, 1, MOUSE});
            queue.offer(new int[]{i, i, 0, CAT});
            queue.offer(new int[]{i, i, 1, CAT});
        }

        while (!queue.isEmpty()) {
            int[] state = queue.poll();
            int mouse = state[0], cat = state[1], turn = state[2], winner = state[3];
            for (int[] parent : parents(graph, mouse, cat, turn)) {
                int m = parent[0], c = parent[1], t = parent[2];
                if (dp[m][c][t] == DRAW) {
                    if ((t == 0 && winner == MOUSE) || (t == 1 && winner == CAT)) {
                        dp[m][c][t] = winner;
                        queue.offer(new int[]{m, c, t, winner});
                    } else {
                        int degrees = 0;
                        for (int[] p : parents(graph, m, c, t)) degrees++;
                        if (degrees == 0) {
                            dp[m][c][t] = winner;
                            queue.offer(new int[]{m, c, t, winner});
                        }
                    }
                }
            }
        }

        return dp[1][2][0];
    }

    private List<int[]> parents(int[][] graph, int mouse, int cat, int turn) {
        List<int[]> res = new ArrayList<>();
        if (turn == 1) {
            for (int m : graph[mouse]) {
                res.add(new int[]{m, cat, 0});
            }
        } else {
            for (int c : graph[cat]) {
                if (c > 0) res.add(new int[]{mouse, c, 1});
            }
        }
        return res;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 894. All Possible Full Binary Trees
Сложность: medium

Учитывая целое число n, верните список всех возможных полных бинарных деревьев с узлами. Каждый узел каждого дерева в ответе должен иметь Node.val == 0. Каждый элемент ответа является корневым узлом одного возможного дерева. Вы можете вернуть конечный список деревьев в любом порядке. Полное бинарное дерево - это бинарное дерево, в котором каждый узел имеет ровно 0 или 2 дочерних.

Пример:

Input: n = 7
Output: [[0,0,0,null,null,0,0,null,null,0,0],[0,0,0,null,null,0,0,0,0],[0,0,0,0,0,0,0],[0,0,0,0,0,null,null,null,null,0,0],[0,0,0,0,0,null,null,0,0]]

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Если n четное, вернуть пустой список, так как полное бинарное дерево не может иметь четное количество узлов.

2⃣Если n == 1, вернуть дерево с одним узлом. Для всех возможных значений i от 1 до n-1 с шагом 2: Создать левое поддерево с i узлами. Создать правое поддерево с n-1-i узлами. Объединить все комбинации левого и правого поддеревьев с новым корнем, добавив их в список результатов.

3⃣Вернуть список результатов.

😎 Решение:

import java.util.*;

class TreeNode {
    int val;
    TreeNode left, right;
    TreeNode(int x) { val = 0; }
}

class Solution {
    public List<TreeNode> allPossibleFBT(int n) {
        if (n % 2 == 0) return new ArrayList<>();
        if (n == 1) return Arrays.asList(new TreeNode(0));
        
        List<TreeNode> result = new ArrayList<>();
        for (int i = 1; i < n; i += 2) {
            List<TreeNode> leftTrees = allPossibleFBT(i);
            List<TreeNode> rightTrees = allPossibleFBT(n - 1 - i);
            for (TreeNode left : leftTrees) {
                for (TreeNode right : rightTrees) {
                    TreeNode root = new TreeNode(0);
                    root.left = left;
                    root.right = right;
                    result.add(root);
                }
            }
        }
        return result;
    }

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 656. Coin Path
Сложность: hard

Вам дан целочисленный массив монет (1-индексированный) длины n и целое число maxJump. Вы можете перейти на любой индекс i массива coins, если coins[i] != -1 и вы должны заплатить coins[i] при посещении индекса i. Кроме того, если вы в данный момент находитесь на индексе i, вы можете перейти только на любой индекс i + k, где i + k <= n и k - значение в диапазоне [1, maxJump]. Изначально вы находитесь на индексе 1 (coins[1] не -1). Вы хотите найти путь, который достигнет индекса n с минимальной стоимостью. Верните целочисленный массив индексов, которые вы посетите в таком порядке, чтобы достичь индекса n с минимальной стоимостью. Если существует несколько путей с одинаковой стоимостью, верните лексикографически наименьший такой путь. Если невозможно достичь индекса n, возвращается пустой массив. Путь p1 = [Pa1, Pa2, ..., Pax] длины x лексикографически меньше, чем p2 = [Pb1, Pb2, ..., Pbx] длины y, если и только если при первом j, где Paj и Pbj отличаются, Paj < Pbj; если такого j нет, то x < y.

Пример:

Input: coins = [1,2,4,-1,2], maxJump = 2
Output: [1,3,5]

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Используйте динамическое программирование для нахождения минимальной стоимости до каждого индекса, начиная с первого.

2⃣Храните путь до каждого индекса для отслеживания наименьшего лексикографического пути.

3⃣Используя полученную информацию, восстановите путь с минимальной стоимостью до последнего индекса.

😎 Решение:

import java.util.*;

class Solution {
    public List<Integer> minCostPath(int[] coins, int maxJump) {
        int n = coins.length;
        if (coins[0] == -1) return new ArrayList<>();
        
        int[] dp = new int[n];
        Arrays.fill(dp, Integer.MAX_VALUE);
        dp[0] = coins[0];
        List<Integer>[] path = new List[n];
        for (int i = 0; i < n; i++) path[i] = new ArrayList<>();
        path[0].add(1);
        
        PriorityQueue<int[]> heap = new PriorityQueue<>(Comparator.comparingInt(a -> a[0]));
        heap.offer(new int[] { coins[0], 0 });
        
        while (!heap.isEmpty()) {
            int[] current = heap.poll();
            int current_cost = current[0], i = current[1];
            if (current_cost > dp[i]) continue;
            for (int k = 1; k <= maxJump; k++) {
                if (i + k < n && coins[i + k] != -1) {
                    int new_cost = current_cost + coins[i + k];
                    if (new_cost < dp[i + k] || (new_cost == dp[i + k] && comparePaths(path[i], path[i + k], i + k + 1))) {
                        dp[i + k] = new_cost;
                        path[i + k] = new ArrayList<>(path[i]);
                        path[i + k].add(i + k + 1);
                        heap.offer(new int[] { new_cost, i + k });
                    }
                }
            }
        }
        
        return dp[n - 1] == Integer.MAX_VALUE ? new ArrayList<>() : path[n - 1];
    }
    
    private boolean comparePaths(List<Integer> path1, List<Integer> path2, int newIndex) {
        List<Integer> newPath1 = new ArrayList<>(path1);
        newPath1.add(newIndex);
        return newPath1.toString().compareTo(path2.toString()) < 0;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Solution solution = new Solution();
        int[] coins = {0, 2, 4, -1, 2, 5};
        int maxJump = 2;
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 32. Longest Valid Parentheses
Сложность: hard

Дана строка, содержащая только символы '(' и ')'. Верните длину самой длинной подстроки с корректными (правильно сформированными) скобками.

Пример:

Input: s = "(()"
Output: 2

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣В этом подходе мы рассматриваем каждую возможную непустую подстроку чётной длины из заданной строки и проверяем, является ли она корректной строкой скобок. Для проверки корректности мы используем метод стека.

2⃣Каждый раз, когда мы встречаем символ ‘(’, мы кладём его в стек. Для каждого встреченного символа ‘)’ мы извлекаем из стека символ ‘(’. Если символ ‘(’ недоступен в стеке для извлечения в любой момент или если в стеке остались элементы после обработки всей подстроки, подстрока скобок является некорректной.

3⃣Таким образом, мы повторяем процесс для каждой возможной подстроки и продолжаем сохранять длину самой длинной найденной корректной строки.

😎 Решение:

import java.util.Stack;

public class Solution {
    public boolean isValid(String s) {
        Stack<Character> stack = new Stack<>();
        for (char c : s.toCharArray()) {
            if (c == '(') {
                stack.push('(');
            } else if (!stack.isEmpty() && stack.peek() == '(') {
                stack.pop();
            } else {
                return false;
            }
        }
        return stack.isEmpty();
    }

    public int longestValidParentheses(String s) {
        int maxlen = 0;
        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            for (int j = i + 2; j <= s.length(); j += 2) {
                String substring = s.substring(i, j);
                if (isValid(substring)) {
                    maxlen = Math.max(maxlen, j - i);
                }
            }
        }
        return maxlen;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 1522. Diameter of N-Ary Tree
Сложность: medium

Дано корневое дерево N-арности, нужно вычислить длину диаметра дерева.

Диаметр N-арного дерева - это длина самого длинного пути между любыми двумя узлами в дереве. Этот путь может проходить или не проходить через корень.

(Входная сериализация N-арного дерева представлена их обходом в порядке уровней, каждая группа дочерних узлов разделена значением null.)

Пример:

Input: root = [1,null,3,2,4,null,5,6]
Output: 3
Explanation: Diameter is shown in red color.

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Определите функцию height(node), которая возвращает высоту узла. Функция может быть реализована рекурсивно, основываясь на вычислении максимальной высоты среди всех дочерних узлов плюс один.

2⃣Внутри функции height(node) выберите две наибольшие высоты среди дочерних узлов. Эти два значения помогут вычислить длину пути, которая будет кандидатом на диаметр всего дерева.

3⃣Существует два подхода для выбора двух наибольших высот: Первый способ заключается в хранении высот всех дочерних узлов в массиве, последующей сортировке массива и выборе двух наибольших элементов. Второй способ использует две переменные, которые отслеживают текущие два наибольших значения. Во время итерации по всем высотам эти переменные обновляются соответствующим образом.

😎 Решение:

class Solution {
    protected int diameter = 0;

    protected int height(Node node) {
        if (node.children.size() == 0)
            return 0;

        int maxHeight1 = 0, maxHeight2 = 0;
        for (Node child : node.children) {
            int parentHeight = height(child) + 1;
            if (parentHeight > maxHeight1) {
                maxHeight2 = maxHeight1;
                maxHeight1 = parentHeight;
            } else if (parentHeight > maxHeight2) {
                maxHeight2 = parentHeight;
            }
            int distance = maxHeight1 + maxHeight2;
            this.diameter = Math.max(this.diameter, distance);
        }

        return maxHeight1;
    }

    public int diameter(Node root) {
        this.diameter = 0;
        height(root);
        return diameter;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 261. Graph Valid Tree
Сложность: medium

У вас есть граф из n узлов, помеченных от 0 до n - 1. Вам даны целое число n и список рёбер, где edges[i] = [ai, bi] указывает на то, что существует неориентированное ребро между узлами ai и bi в графе.

Верните true, если рёбра данного графа образуют допустимое дерево, и false в противном случае.

Пример:

Input: n = 5, edges = [[0,1],[0,2],[0,3],[1,4]]
Output: true

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Проверьте, что количество рёбер равно n - 1. Если нет, верните false.

2⃣Используйте итеративный обход в глубину (DFS) для проверки связности графа и отсутствия циклов. Создайте стек для хранения узлов для посещения и множество для отслеживания посещённых узлов. Начните с узла 0.

3⃣Если все узлы посещены и циклы не обнаружены, верните true. В противном случае, верните false.

😎 Решение:

import java.util.*;

class Solution {
    public boolean validTree(int n, int[][] edges) {
        if (edges.length != n - 1) {
            return false;
        }
        
        List<List<Integer>> adjList = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            adjList.add(new ArrayList<>());
        }
        for (int[] edge : edges) {
            adjList.get(edge[0]).add(edge[1]);
            adjList.get(edge[1]).add(edge[0]);
        }
        
        Map<Integer, Integer> parent = new HashMap<>();
        parent.put(0, -1);
        Queue<Integer> queue = new LinkedList<>();
        queue.add(0);
        
        while (!queue.isEmpty()) {
            int node = queue.poll();
            for (int neighbor : adjList.get(node)) {
                if (neighbor == parent.get(node)) {
                    continue;
                }
                if (parent.containsKey(neighbor)) {
                    return false;
                }
                parent.put(neighbor, node);
                queue.add(neighbor);
            }
        }
        
        return parent.size() == n;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 72. Edit Distance
Сложность: medium

Даны два слова word1 и word2. Верните минимальное количество операций, необходимых для преобразования word1 в word2.

Доступны следующие три операции над словом:
Вставить символ.
Удалить символ.
Заменить символ.

Пример:

Input: word1 = "horse", word2 = "ros"
Output: 3
Explanation: 
horse -> rorse (replace 'h' with 'r')
rorse -> rose (remove 'r')
rose -> ros (remove 'e')

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Подход динамического программирования с верху вниз реализуется путем добавления кэширования в рекурсивные вызовы функций. Например, в рекурсивном вызове будут следующие параметры: word1 = abc, word2 = ad, word1Index = 2 (с индексацией от нуля) и word2Index = 1 (с индексацией от нуля).

2⃣Для кэширования результата данной подзадачи необходимо использовать структуру данных, которая хранит результат для word1, заканчивающегося на индексе word1Index, то есть 2, и word2, заканчивающегося на word2Index, то есть 1. Один из возможных способов реализации - использование двумерного массива, например, memo, где memo[word1Index][word2Index] кэширует результат для word1, заканчивающегося на word1Index, и word2, заканчивающегося на word2Index.

3⃣Индексы word1Index и word2Index указывают на текущие символы строк word1 и word2 соответственно. Алгоритм реализуется по следующей схеме: перед вычислением результата подзадачи проверяется, не сохранен ли он уже в memo[word1Index][word2Index]. Если да, то возвращается сохраненный результат. После вычисления результата каждой подзадачи результат сохраняется в memo для будущего использования.

😎 Решение:

class Solution {
    Integer memo[][];

    public int minDistance(String word1, String word2) {
        memo = new Integer[word1.length() + 1][word2.length() + 1];
        return minDistanceRecur(word1, word2, word1.length(), word2.length());
    }

    int minDistanceRecur(
        String word1,
        String word2,
        int word1Index,
        int word2Index
    ) {
        if (word1Index == 0) {
            return word2Index;
        }
        if (word2Index == 0) {
            return word1Index;
        }
        if (memo[word1Index][word2Index] != null) {
            return memo[word1Index][word2Index];
        }
        int minEditDistance = 0;
        if (word1.charAt(word1Index - 1) == word2.charAt(word2Index - 1)) {
            minEditDistance = minDistanceRecur(
                word1,
                word2,
                word1Index - 1,
                word2Index - 1
            );
        } else {
            int insertOperation = minDistanceRecur(
                word1,
                word2,
                word1Index,
                word2Index - 1
            );
            int deleteOperation = minDistanceRecur(
                word1,
                word2,
                word1Index - 1,
                word2Index
            );
            int replaceOperation = minDistanceRecur(
                word1,
                word2,
                word1Index - 1,
                word2Index - 1
            );
            minEditDistance = Math.min(
                insertOperation,
                Math.min(deleteOperation, replaceOperation)
            ) +
            1;
        }
        memo[word1Index][word2Index] = minEditDistance;
        return minEditDistance;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 861. Score After Flipping Matrix
Сложность: medium

Вам дана бинарная матрица grid размером m x n.

Ход состоит из выбора любой строки или столбца и переключения каждого значения в этой строке или столбце (т.е. изменение всех 0 на 1, и всех 1 на 0).

Каждая строка матрицы интерпретируется как двоичное число, и счёт матрицы — это сумма этих чисел.

Верните наивысший возможный счёт после выполнения любого количества ходов (включая ноль ходов).

Пример:

Input: grid = [[0,0,1,1],[1,0,1,0],[1,1,0,0]]
Output: 39
Explanation: 0b1111 + 0b1001 + 0b1111 = 15 + 9 + 15 = 39

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Инициализируйте переменные: m и n для количества строк и столбцов в grid, score для хранения максимального счёта матрицы. Пройдитесь по первому столбцу матрицы. Если элемент равен 0, переверните всю строку.

2⃣Пройдитесь по матрице от второго до последнего столбца. Для каждого столбца посчитайте количество нулей (countZero). Если количество нулей больше, переверните весь столбец.

3⃣Пройдитесь по модифицированной матрице. Для каждого элемента добавьте его к score, сдвинув влево на значение текущего столбца. Верните score, который хранит наивысший возможный счёт матрицы.

😎 Решение:

class Solution {
    public int matrixScore(int[][] grid) {
        int m = grid.length, n = grid[0].length;

        for (int i = 0; i < m; i++) {
            if (grid[i][0] == 0) {
                for (int j = 0; j < n; j++) {
                    grid[i][j] ^= 1;
                }
            }
        }

        for (int j = 1; j < n; j++) {
            int countZero = 0;
            for (int i = 0; i < m; i++) {
                if (grid[i][j] == 0) {
                    countZero++;
                }
            }
            if (countZero > m / 2) {
                for (int i = 0; i < m; i++) {
                    grid[i][j] ^= 1;
                }
            }
        }

        int score = 0;
        for (int i = 0; i < m; i++) {
            for (int j = 0; j < n; j++) {
                if (grid[i][j] == 1) {
                    score += 1 << (n - j - 1);
                }
            }
        }

        return score;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 751. IP to CIDR
Сложность: medium

Дан указатель на начало односвязного списка и два целых числа left и right, где left <= right. Необходимо перевернуть узлы списка, начиная с позиции left и заканчивая позицией right, и вернуть измененный список.

Пример:

Input: ip = "255.0.0.7", n = 10
Output: ["255.0.0.7/32","255.0.0.8/29","255.0.0.16/32"]

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Преобразовать начальный IP-адрес в целое число.

2⃣Пока количество оставшихся IP-адресов n больше нуля: Определить наибольший блок, который начинается с текущего IP-адреса и не превышает количество оставшихся IP-адресов. Добавить этот блок к результату. Увеличить текущий IP-адрес на размер блока. Уменьшить количество оставшихся IP-адресов n.

3⃣Преобразовать блоки обратно в формат CIDR и вернуть их.

😎 Решение:

public class Solution {
    private int ipToInt(String ip) {
        String[] parts = ip.split("\\.");
        return (Integer.parseInt(parts[0]) << 24) + (Integer.parseInt(parts[1]) << 16) +
               (Integer.parseInt(parts[2]) << 8) + Integer.parseInt(parts[3]);
    }

    private String intToIp(int num) {
        return String.format("%d.%d.%d.%d", (num >> 24) & 255, (num >> 16) & 255, (num >> 8) & 255, num & 255);
    }

    private String cidr(String ip, int prefixLength) {
        return ip + "/" + prefixLength;
    }

    public List<String> findCidrBlocks(String startIp, int n) {
        int start = ipToInt(startIp);
        List<String> result = new ArrayList<>();
        
        while (n > 0) {
            int maxSize = 1;
            while (maxSize <= start && maxSize <= n) {
                maxSize <<= 1;
            }
            maxSize >>= 1;
            
            while (start % maxSize != 0) {
                maxSize >>= 1;
            }
            
            result.add(cidr(intToIp(start), 32 - Integer.bitCount(maxSize - 1) + 1));
            start += maxSize;
            n -= maxSize;
        }
        
        return result;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 199. Binary Tree Right Side View
Сложность: medium

Дано корень бинарного дерева, представьте, что вы стоите с правой стороны от него, верните значения узлов, которые вы видите, упорядоченные сверху вниз.

Пример:

Input: root = [1,2,3,null,5,null,4]
Output: [1,3,4]

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Инициализируйте список правого обзора rightside. Инициализируйте две очереди: одну для текущего уровня и одну для следующего. Добавьте корень в очередь nextLevel.

2⃣Пока очередь nextLevel не пуста:
Инициализируйте текущий уровень: currLevel = nextLevel и очистите очередь следующего уровня nextLevel.
Пока очередь текущего уровня не пуста:
Извлеките узел из очереди текущего уровня.
Добавьте сначала левый, а затем правый дочерний узел в очередь nextLevel.
Теперь очередь currLevel пуста, и узел, который у нас есть, является последним и составляет часть правого обзора. Добавьте его в rightside.

3⃣Верните rightside.

😎 Решение:

class Solution {
    public List<Integer> rightSideView(TreeNode root) {
        if (root == null) return new ArrayList<Integer>();

        ArrayDeque<TreeNode> nextLevel = new ArrayDeque() {
            {
                offer(root);
            }
        };
        ArrayDeque<TreeNode> currLevel = new ArrayDeque();
        List<Integer> rightside = new ArrayList();

        TreeNode node = null;
        while (!nextLevel.isEmpty()) {
            currLevel = nextLevel;
            nextLevel = new ArrayDeque<>();

            while (!currLevel.isEmpty()) {
                node = currLevel.poll();

                if (node.left != null) nextLevel.offer(node.left);
                if (node.right != null) nextLevel.offer(node.right);
            }

            if (currLevel.isEmpty()) rightside.add(node.val);
        }
        return rightside;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 1252. Cells with Odd Values in a Matrix
Сложность: easy

Имеется матрица m x n, которая инициализирована всеми 0. Имеется двумерный массив indices, в котором каждый indices[i] = [ri, ci] представляет собой местоположение с индексом 0 для выполнения некоторых операций инкремента над матрицей. Для каждого местоположения indices[i] выполните оба следующих действия: увеличьте все ячейки в строке ri. Увеличьте все ячейки в столбце ci. Учитывая m, n и indices, верните количество нечетных ячеек в матрице после применения инкремента ко всем местоположениям в indices.

Пример:

Input: nums = [12,5,7,23]
Output: true

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Инициализируйте два массива: один для подсчета количества инкрементов каждой строки, другой - каждого столбца.

2⃣Для каждого элемента в indices увеличьте счетчики соответствующих строк и столбцов.

3⃣Подсчитайте количество нечетных ячеек, используя информацию о количестве инкрементов каждой строки и столбца.

😎 Решение:

public class Solution {
    public int oddCells(int m, int n, int[][] indices) {
        int[] row_count = new int[m];
        int[] col_count = new int[n];

        for (int[] index : indices) {
            row_count[index[0]]++;
            col_count[index[1]]++;
        }

        int odd_count = 0;
        for (int i = 0; i < m; i++) {
            for (int j = 0; j < n; j++) {
                if ((row_count[i] + col_count[j]) % 2 == 1) {
                    odd_count++;
                }
            }
        }

        return odd_count;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний