Java | LeetCode

Задача: 1510. Stone Game IV
Сложность: hard

Алиса и Боб поочередно играют в игру, причем Алиса начинает первой.

Изначально в куче n камней. В ходе каждого хода игрок удаляет любое ненулевое количество камней, являющееся квадратом целого числа.

Кроме того, если игрок не может сделать ход, он/она проигрывает игру.

Дано положительное целое число n, верните true, если и только если Алиса выиграет игру, иначе верните false, предполагая, что оба игрока играют оптимально.

Пример:

Input: n = 1
Output: true
Explanation: Alice can remove 1 stone winning the game because Bob doesn't have any moves.

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Функция dfs(remain) представляет собой проверку, должен ли текущий игрок выиграть при оставшихся remain камнях.

2⃣Для определения результата dfs(n) необходимо итерировать k от 0, чтобы проверить, существует ли такое k, что dfs(remain - k*k) == False. Чтобы предотвратить избыточные вычисления, используйте карту для хранения результатов функции dfs.

3⃣Не забудьте базовые случаи: dfs(0) == False и dfs(1) == True.

😎 Решение:

class Solution {
    public boolean winnerSquareGame(int n) {
        HashMap<Integer, Boolean> cache = new HashMap<>();
        cache.put(0, false);
        return dfs(cache, n);
    }

    public boolean dfs(HashMap<Integer, Boolean> cache, int remain) {
        if (cache.containsKey(remain)) {
            return cache.get(remain);
        }
        int sqrt_root = (int) Math.sqrt(remain);
        for (int i = 1; i <= sqrt_root; i++) {
            if (!dfs(cache, remain - i * i)) {
                cache.put(remain, true);
                return true;
            }
        }
        cache.put(remain, false);
        return false;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 654. Maximum Binary Tree
Сложность: medium

Вам дан целочисленный массив nums без дубликатов. Из nums можно рекурсивно построить максимальное двоичное дерево, используя следующий алгоритм: создайте корневой узел, значение которого равно максимальному значению в nums. Рекурсивно постройте левое поддерево по префиксу подмассива слева от максимального значения. Рекурсивно постройте правое поддерево по суффиксу подмассива справа от максимального значения. Верните максимальное двоичное дерево, построенное из nums.

Пример:

Input: nums = [3,2,1,6,0,5]
Output: [6,3,5,null,2,0,null,null,1]

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Найдите максимальное значение в текущем подмассиве и создайте узел с этим значением.

2⃣Рекурсивно постройте левое поддерево для подмассива слева от максимального значения.

3⃣Рекурсивно постройте правое поддерево для подмассива справа от максимального значения.

😎 Решение:

class TreeNode {
    int val;
    TreeNode left;
    TreeNode right;
    TreeNode(int val) { this.val = val; }
}

public class Solution {
    public TreeNode constructMaximumBinaryTree(int[] nums) {
        return build(nums, 0, nums.length);
    }

    private TreeNode build(int[] nums, int l, int r) {
        if (l == r) return null;
        int maxIndex = max(nums, l, r);
        TreeNode root = new TreeNode(nums[maxIndex]);
        root.left = build(nums, l, maxIndex);
        root.right = build(nums, maxIndex + 1, r);
        return root;
    }

    private int max(int[] nums, int l, int r) {
        int maxIndex = l;
        for (int i = l + 1; i < r; i++) {
            if (nums[i] > nums[maxIndex]) {
                maxIndex = i;
            }
        }
        return maxIndex;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 820. Short Encoding of Words
Сложность: medium

Допустимым кодированием массива слов является любая опорная строка s и массив индексов indices, такие что:

words.length == indices.length
Опорная строка s заканчивается символом '#'.
Для каждого индекса indices[i], подстрока строки s, начинающаяся с indices[i] и заканчивающаяся (но не включительно) следующим символом '#', равна words[i].
Дан массив слов, верните длину самой короткой возможной опорной строки s для любого допустимого кодирования слов.

Пример:

Input: words = ["time", "me", "bell"]
Output: 10
Explanation: A valid encoding would be s = "time#bell#" and indices = [0, 2, 5].
words[0] = "time", the substring of s starting from indices[0] = 0 to the next '#' is underlined in "time#bell#"
words[1] = "me", the substring of s starting from indices[1] = 2 to the next '#' is underlined in "time#bell#"
words[2] = "bell", the substring of s starting from indices[2] = 5 to the next '#' is underlined in "time#bell#"

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Поскольку слово имеет не более 6 собственных суффиксов (так как words[i].length <= 7), давайте итерироваться по всем из них. Для каждого собственного суффикса мы попытаемся удалить его из нашего списка слов. Для эффективности сделаем words множеством.

2⃣Затем создадим список оставшихся слов и сформируем опорную строку, объединяя каждое слово с символом '#'.

3⃣В конце вернем длину полученной опорной строки.

😎 Решение:

class Solution {
    public int minimumLengthEncoding(String[] words) {
        Set<String> good = new HashSet<>(Arrays.asList(words));
        for (String word : words) {
            for (int k = 1; k < word.length(); k++) {
                good.remove(word.substring(k));
            }
        }
        int length = 0;
        for (String word : good) {
            length += word.length() + 1;
        }
        return length;
    }

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 482. License Key Formatting
Сложность: easy

Вам дан лицензионный ключ, представленный в виде строки s, которая состоит только из буквенно-цифровых символов и тире. Строка разделена на n + 1 групп с помощью n тире. Вам также дано целое число k.

Мы хотим переформатировать строку s так, чтобы каждая группа содержала ровно k символов, за исключением первой группы, которая может быть короче k, но все же должна содержать хотя бы один символ. Кроме того, между двумя группами должно быть вставлено тире, и все строчные буквы следует преобразовать в прописные.

Верните переформатированный лицензионный ключ.

Пример:

Input: s = "5F3Z-2e-9-w", k = 4
Output: "5F3Z-2E9W"
Explanation: The string s has been split into two parts, each part has 4 characters.
Note that the two extra dashes are not needed and can be removed.

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Инициализация
Установите count в 0 для подсчета символов в текущей группе. Установите ans в пустую строку для хранения конечного результата.

2⃣Итерация по входной строке в обратном порядке
Пропускайте символы '-'. Если текущий символ не '-', добавьте его в ans и увеличьте count на 1. Если count достигает k, добавьте '-' в ans и сбросьте count.

3⃣Завершение
Проверьте, есть ли в конце строки ans тире, и удалите его, если оно есть. Переверните строку ans и верните её.

😎 Решение:

class Solution {
    public String licenseKeyFormatting(String s, int k) {
        int count = 0;
        StringBuilder ans = new StringBuilder();

        for (int i = s.length() - 1; i >= 0; i--) {
            if (s.charAt(i) != '-') {
                ans.append(Character.toUpperCase(s.charAt(i)));
                count++;
                if (count == k) {
                    ans.append('-');
                    count = 0;
                }
            }
        }

        if (ans.length() > 0 && ans.charAt(ans.length() - 1) == '-') {
            ans.deleteCharAt(ans.length() - 1);
        }

        return ans.reverse().toString();
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 422. Valid Word Square
Сложность: easy

Дан массив строк words, верните true, если он образует правильный квадрат слов.

Последовательность строк образует правильный квадрат слов, если k-я строка и k-й столбец читаются одинаково, где 0 <= k < max(numRows, numColumns).

Пример:

Input: words = ["abcd","bnrt","crmy","dtye"]
Output: true
Explanation:
The 1st row and 1st column both read "abcd".
The 2nd row and 2nd column both read "bnrt".
The 3rd row and 3rd column both read "crmy".
The 4th row and 4th column both read "dtye".
Therefore, it is a valid word square.

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Инициализируйте переменные: cols для максимальной длины слов в массиве, rows для количества строк в массиве words, и пустой массив newWords для хранения новых слов, представленных каждым столбцом.

2⃣Итерация по массиву words, определение максимальной длины слова для cols, проверка, что количество строк равно количеству столбцов. Если условие не выполняется, возвращаем false.

3⃣Для каждого столбца col от 0 до cols - 1, формируем строку newWord из символов на позиции (row, col) для каждой строки. Сохраняем newWord в массиве newWords. В конце, если newWords и words равны, возвращаем true, иначе false.

😎 Решение:

import java.util.*;

public class Solution {
    public boolean validWordSquare(List<String> words) {
        int cols = 0;
        int rows = words.size();
        List<String> newWords = new ArrayList<>();
        
        for (String word : words) {
            cols = Math.max(cols, word.length());
        }

        if (cols != words.get(0).length() || rows != cols) {
            return false;
        }

        for (int col = 0; col < cols; ++col) {
            StringBuilder newWord = new StringBuilder();
            for (int row = 0; row < rows; ++row) {
                if (col < words.get(row).length()) {
                    newWord.append(words.get(row).charAt(col));
                }
            }
            newWords.add(newWord.toString());
        }

        return words.equals(newWords);
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 188. Best Time to Buy and Sell Stock IV
Сложность: hard

Дан массив целых чисел prices, где prices[i] - это цена данной акции в i-й день, и целое число k.

Найдите максимальную прибыль, которую вы можете получить. Вы можете завершить не более чем k транзакций, т.е. вы можете купить не более k раз и продать не более k раз.

Обратите внимание: Вы не можете участвовать в нескольких транзакциях одновременно (т.е., вы должны продать акцию, прежде чем снова купить).

Пример:

Input: k = 2, prices = [2,4,1]
Output: 2
Explanation: Buy on day 1 (price = 2) and sell on day 2 (price = 4), profit = 4-2 = 2.

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Инициализация DP массива: Инициализируйте трехмерный массив dp, где dp[i][j][l] представляет максимальную прибыль на конец i-го дня с j оставшимися транзакциями и l акциями в портфеле. Начните с dp[0][0][0] = 0 (нет прибыли без акций и транзакций) и dp[0][1][1] = -prices[0] (покупка первой акции).

2⃣Вычисление переходов: Для каждого дня и каждого возможного количества транзакций вычислите возможные действия: держать акцию, не держать акцию, купить акцию, если j > 0, или продать акцию. Обновляйте dp с использованием:
dp[i][j][1] = max(dp[i−1][j][1], dp[i−1][j−1][0] - prices[i]) (максимум между удержанием акции и покупкой новой).
dp[i][j][0] = max(dp[i−1][j][0], dp[i−1][j][1] + prices[i]) (максимум между неудержанием акции и продажей).

3⃣Расчет результатов: По завершении всех дней, возвращайте максимальное значение dp[n-1][j][0] для всех j от 0 до k, что представляет максимальную прибыль без удержания акций на последний день. Обработайте специальный случай, когда 𝑘×2≥𝑛, чтобы избежать лишних расчетов.

😎 Решение:

public class Solution {
    public int maxProfit(int k, int[] prices) {
        int n = prices.length;

        if (n <= 0 || k <= 0) {
            return 0;
        }

        if (k * 2 >= n) {
            int res = 0;
            for (int i = 1; i < n; i++) {
                res += Math.max(0, prices[i] - prices[i - 1]);
            }
            return res;
        }
        int[][][] dp = new int[n][k + 1][2];
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            for (int j = 0; j <= k; j++) {
                dp[i][j][0] = -1000000000;
                dp[i][j][1] = -1000000000;
            }
        }
        dp[0][0][0] = 0;
        dp[0][1][1] = -prices[0];

        for (int i = 1; i < n; i++) {
            for (int j = 0; j <= k; j++) {                dp[i][j][0] = Math.max(
                    dp[i - 1][j][0],
                    dp[i - 1][j][1] + prices[i]
                );
                if (j > 0) {
                    dp[i][j][1] = Math.max(
                        dp[i - 1][j][1],
                        dp[i - 1][j - 1][0] - prices[i]
                    );
                }
            }
        }

        int res = 0;
        for (int j = 0; j <= k; j++) {
            res = Math.max(res, dp[n - 1][j][0]);
        }

        return res;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 207. Course Schedule
Сложность: medium

Всего у вас есть numCourses курсов, которые нужно пройти, пронумерованных от 0 до numCourses - 1. Вам дан массив prerequisites, где prerequisites[i] = [ai, bi] указывает на то, что вы должны сначала пройти курс bi, если хотите взять курс ai.

Например, пара [0, 1] указывает на то, что для прохождения курса 0 сначала нужно пройти курс 1.
Верните true, если вы можете завершить все курсы. В противном случае верните false.

Пример:

Input: numCourses = 2, prerequisites = [[1,0]]
Output: true
Explanation: There are a total of 2 courses to take. 
To take course 1 you should have finished course 0. So it is possible.

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Создайте массив indegree длины n, где indegree[x] хранит количество входящих рёбер в узел x. Создайте список смежности adj, в котором adj[x] содержит все узлы с входящим ребром от узла x, то есть соседей узла x. Создайте этот список смежности, итерируя prerequisites. Для каждого prerequisites добавьте ребро от prerequisites[1] к prerequisites[0] и увеличьте indegree prerequisites[0] на 1.

2⃣Инициализируйте очередь целых чисел q и начните алгоритм BFS, перемещаясь от листовых узлов к родительским узлам. Начните обход BFS, поместив все листовые узлы (indegree равное 0) в очередь. Создайте целочисленную переменную nodesVisited = 0 для подсчета количества посещенных узлов.

3⃣Пока очередь не пуста:
Извлеките первый узел из очереди.
Увеличьте nodesVisited на 1.
Для каждого соседа (узлы, которые имеют входящее ребро от узла) узла уменьшите indegree[neighbor] на 1, чтобы удалить ребро node -> neighbor.
Если indegree[neighbor] == 0, это означает, что neighbor ведет себя как листовой узел, поэтому добавьте neighbor в очередь.
Если количество посещенных узлов меньше общего количества узлов, то есть nodesVisited < n, верните false, так как должен быть цикл. В противном случае, если nodesVisited == numCourses, верните true. Можно сократить это до просто возвращения nodesVisited == numCourses.

😎 Решение:

class Solution {
    public boolean canFinish(int numCourses, int[][] prerequisites) {
        int[] indegree = new int[numCourses];
        List<List<Integer>> adj = new ArrayList<>(numCourses);

        for (int i = 0; i < numCourses; i++) {
            adj.add(new ArrayList<>());
        }

        for (int[] prerequisite : prerequisites) {
            adj.get(prerequisite[1]).add(prerequisite[0]);
            indegree[prerequisite[0]]++;
        }

        Queue<Integer> queue = new LinkedList<>();
        for (int i = 0; i < numCourses; i++) {
            if (indegree[i] == 0) {
                queue.offer(i);
            }
        }

        int nodesVisited = 0;
        while (!queue.isEmpty()) {
            int node = queue.poll();
            nodesVisited++;

            for (int neighbor : adj.get(node)) {
                indegree[neighbor]--;
                if (indegree[neighbor] == 0) {
                    queue.offer(neighbor);
                }
            }
        }

        return nodesVisited == numCourses;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 426. Convert Binary Search Tree to Sorted Doubly Linked List
Сложность: medium

Преобразуйте двоичное дерево поиска в отсортированный кольцевой двусвязный список на месте.

Вы можете считать, что указатели "влево" и "вправо" аналогичны указателям на предшественника и последователя в двусвязном списке. Для кольцевого двусвязного списка предшественник первого элемента является последним элементом, а последователь последнего элемента является первым элементом.

Мы хотим выполнить преобразование на месте. После преобразования левый указатель узла дерева должен указывать на его предшественника, а правый указатель должен указывать на его последователя. Вы должны вернуть указатель на самый маленький элемент списка.

Пример:

Input: root = [4,2,5,1,3]
Output: [1,2,3,4,5]
Explanation: The figure below shows the transformed BST. The solid line indicates the successor relationship, while the dashed line means the predecessor relationship.

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Инициализируйте первые и последние узлы как null.

2⃣Вызовите стандартную вспомогательную рекурсивную функцию helper(root):
Если узел не равен null:
Вызовите рекурсию для левого поддерева helper(node.left).
Если последний узел не равен null, свяжите последний узел и текущий узел.
Иначе инициализируйте первый узел.
Пометьте текущий узел как последний: last = node.
Вызовите рекурсию для правого поддерева helper(node.right).

3⃣Свяжите первые и последние узлы, чтобы замкнуть кольцевой двусвязный список, затем верните первый узел.

😎 Решение:

class Node {
    public int val;
    public Node left;
    public Node right;

    public Node() {}

    public Node(int _val) {
        val = _val;
    }

    public Node(int _val, Node _left, Node _right) {
        val = _val;
        left = _left;
        right = _right;
    }
}

class Solution {
    private Node first = null;
    private Node last = null;

    public void helper(Node node) {
        if (node != null) {
            helper(node.left);

            if (last != null) {
                last.right = node;
                node.left = last;
            } else {
                first = node;
            }
            last = node;

            helper(node.right);
        }
    }

    public Node treeToDoublyList(Node root) {
        if (root == null) return null;

        helper(root);

        last.right = first;
        first.left = last;
        return first;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 243. Shortest Word Distance
Сложность: easy

Дан массив строк wordsDict и две разные строки, которые уже существуют в массиве: word1 и word2. Верните кратчайшее расстояние между этими двумя словами в списке.

Пример:

Input: wordsDict = ["practice", "makes", "perfect", "coding", "makes"], word1 = "coding", word2 = "practice"
Output: 3

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Начните с перебора всего массива для поиска первого слова. Каждый раз, когда вы находите встречу первого слова, запомните его позицию.

2⃣При каждом обнаружении первого слова переберите массив в поисках ближайшего вхождения второго слова, сохраняя позицию и сравнивая расстояние с предыдущими найденными.

3⃣Сохраняйте минимальное найденное расстояние между двумя словами и возвращайте его в качестве результата.

😎 Решение:

class Solution {
    public int shortestDistance(String[] words, String word1, String word2) {
        int minDistance = words.length;
        for (int i = 0; i < words.length; i++) {
            if (words[i].equals(word1)) {
                for (int j = 0; j < words.length; j++) {
                    if (words[j].equals(word2)) {
                        minDistance = Math.min(minDistance, Math.abs(i - j));
                    }
                }
            }
        }
        return minDistance;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 670. Maximum Swap
Сложность: medium

Дано целое число num. Вы можете поменять местами две цифры не более одного раза, чтобы получить число с наибольшим значением.

Верните число с наибольшим значением, которое можно получить.

Пример:

Input: num = 2736
Output: 7236
Explanation: Swap the number 2 and the number 7.

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Сохраняем кандидатов как списки длины len(num). Для каждой пары позиций (i, j) выполняем обмен цифр, записываем кандидата, если он больше текущего ответа, затем возвращаем цифры обратно.

2⃣Проверяем, что не добавили ведущий ноль. Фактически, проверять это не нужно, так как изначальное число его не содержит.

3⃣Возвращаем максимальное значение из всех кандидатов.

😎 Решение:

class Solution {
    public int maximumSwap(int num) {
        char[] A = Integer.toString(num).toCharArray();
        char[] ans = Arrays.copyOf(A, A.length);
        for (int i = 0; i < A.length; i++) {
            for (int j = i + 1; j < A.length; j++) {
                char tmp = A[i];
                A[i] = A[j];
                A[j] = tmp;
                for (int k = 0; k < A.length; k++) {
                    if (A[k] != ans[k]) {
                        if (A[k] > ans[k]) {
                            ans = Arrays.copyOf(A, A.length);
                        }
                        break;
                    }
                }
                A[j] = A[i];
                A[i] = tmp;
            }
        }
        return Integer.valueOf(new String(ans));
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 1379. Find a Corresponding Node of a Binary Tree in a Clone of That Tree
Сложность: easy

Даны два бинарных дерева: original и cloned, а также ссылка на узел target в оригинальном дереве.

Дерево cloned является копией оригинального дерева.

Верните ссылку на тот же узел в дереве cloned.

Обратите внимание, что вам не разрешается изменять какое-либо из двух деревьев или узел target, и ответ должен быть ссылкой на узел в дереве cloned.

Пример:

Input: tree = [7,4,3,null,null,6,19], target = 3
Output: 3
Explanation: In all examples the original and cloned trees are shown. The target node is a green node from the original tree. The answer is the yellow node from the cloned tree.

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Добавьте корень в очередь.

2⃣Пока очередь не пуста, извлекайте узел из очереди. Если узел является целевым, завершите выполнение. Добавьте сначала левый, затем правый дочерний узел в очередь.

3⃣Верните ссылку на найденный целевой узел.

😎 Решение:

class Solution {
    public final TreeNode getTargetCopy(final TreeNode original, final TreeNode cloned, final TreeNode target) {
        Deque<TreeNode> queue_o = new ArrayDeque<>();
        queue_o.offer(original);
        
        Deque<TreeNode> queue_c = new ArrayDeque<>();
        queue_c.offer(cloned);

        while (!queue_o.isEmpty()) {
            TreeNode node_o = queue_o.poll();
            TreeNode node_c = queue_c.poll();
            
            if (node_o == target) {
                return node_c;   
            }
            
            if (node_o.left != null) {
                queue_o.offer(node_o.left);
                queue_c.offer(node_c.left);
            }
            if (node_o.right != null) {
                queue_o.offer(node_o.right);
                queue_c.offer(node_c.right);
            }
        }
        return null;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 1143. Longest Common Subsequence
Сложность: medium

Даны две строки text1 и text2. Верните длину их наибольшей общей подпоследовательности. Если общей подпоследовательности нет, верните 0.

Подпоследовательность строки — это новая строка, созданная из оригинальной строки путем удаления некоторых символов (может быть ни одного) без изменения относительного порядка оставшихся символов.
Например, "ace" является подпоследовательностью "abcde".
Общая подпоследовательность двух строк — это подпоследовательность, которая является общей для обеих строк.

Пример:

Input: text1 = "abcde", text2 = "ace" 
Output: 3  
Explanation: The longest common subsequence is "ace" and its length is 3.

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Создайте двумерный массив memo для хранения промежуточных результатов, чтобы избежать повторных вычислений. Инициализируйте массив значением -1, чтобы указать, что эти ячейки еще не были рассчитаны.

2⃣Реализуйте рекурсивную функцию memoSolve, которая принимает два указателя на текущие позиции в text1 и text2 и возвращает длину наибольшей общей подпоследовательности для этих подстрок. Если текущие символы совпадают, добавьте 1 к результату рекурсивного вызова для следующих символов. Если не совпадают, найдите максимум между рекурсивными вызовами с измененными указателями.

3⃣Возвращайте значение memoSolve(0, 0), чтобы получить результат для всей строки.

😎 Решение:

class Solution {
    
  private int[][] memo;
  private String text1;
  private String text2;
    
  public int longestCommonSubsequence(String text1, String text2) {
    this.memo = new int[text1.length() + 1][text2.length() + 1];
    for (int i = 0; i < text1.length(); i++) {
      for (int j = 0; j < text2.length(); j++) {
        this.memo[i][j] = -1;
      }
    }
    this.text1 = text1;
    this.text2 = text2;
    return memoSolve(0, 0);
  }

  private int memoSolve(int p1, int p2) {        
    if (memo[p1][p2] != -1) {
      return memo[p1][p2];
    }

    int answer = 0;
    if (text1.charAt(p1) == text2.charAt(p2)) {
      answer = 1 + memoSolve(p1 + 1, p2 + 1);
    } else {
      answer = Math.max(memoSolve(p1, p2 + 1), memoSolve(p1 + 1, p2));
    }
    
    memo[p1][p2] = answer;
    return memo[p1][p2];
  }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 1269. Number of Ways to Stay in the Same Place After Some Steps
Сложность: hard

У вас есть указатель на индекс 0 в массиве размера arrLen. На каждом шаге вы можете перемещаться на 1 позицию влево, на 1 позицию вправо в массиве или оставаться на том же месте (указатель ни в коем случае не должен находиться за пределами массива). Учитывая два целых числа steps и arrLen, верните количество способов, при которых указатель все еще находится на индексе 0 после ровно шагов. Поскольку ответ может быть слишком большим, верните его по модулю 10^9 + 7.

Пример:

Input: steps = 3, arrLen = 2
Output: 4

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Инициализируйте массив для хранения количества способов достижения каждого индекса на каждом шаге.

2⃣Используйте динамическое программирование для подсчета количества способов достижения каждого индекса на каждом шаге.

3⃣Используйте динамическое программирование для подсчета количества способов достижения каждого индекса на каждом шаге.

😎 Решение:

public class Solution {
    public int numWays(int steps, int arrLen) {
        int mod = 1000000007;
        int max_pos = Math.min(arrLen - 1, steps);
        int[] dp = new int[max_pos + 1];
        dp[0] = 1;
        for (int step = 0; step < steps; step++) {
            int[] new_dp = new int[max_pos + 1];
            for (int i = 0; i <= max_pos; i++) {
                new_dp[i] = dp[i] % mod;
                if (i > 0) new_dp[i] = (new_dp[i] + dp[i - 1]) % mod;
                if (i < max_pos) new_dp[i] = (new_dp[i] + dp[i + 1]) % mod;
            }
            dp = new_dp;
        }
        return dp[0];
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 665. Non-decreasing Array
Сложность: medium

Дан массив nums из n целых чисел. Ваша задача - проверить, можно ли сделать его неубывающим, изменив не более одного элемента.

Мы определяем массив как неубывающий, если для каждого i (индексация с 0), такого что 0 <= i <= n - 2, выполняется условие nums[i] <= nums[i + 1].

Пример:

Input: nums = [4,2,3]
Output: true
Explanation: You could modify the first 4 to 1 to get a non-decreasing array.

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Инициализация переменных:
Завести переменную count для подсчета числа изменений.
Проверить последовательность чисел в массиве nums.

2⃣Проверка условий:
Если nums[i] > nums[i + 1], то увеличиваем count.
Если count превышает 1, возвращаем false, так как больше одного изменения недопустимо.
Если nums[i - 1] > nums[i + 1] и nums[i] > nums[i + 2], то возвращаем false.

3⃣Возврат результата:
Если количество изменений не превышает 1, вернуть true.

😎 Решение:

public class Solution {
    public boolean checkPossibility(int[] nums) {
        int count = 0;
        
        for (int i = 1; i < nums.length; i++) {
            if (nums[i] < nums[i - 1]) {
                if (count > 0) {
                    return false;
                }
                count++;
                if (i == 1 || nums[i] >= nums[i - 2]) {
                    nums[i - 1] = nums[i];
                } else {
                    nums[i] = nums[i - 1];
                }
            }
        }
        
        return true;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 1396. Design Underground System
Сложность: medium

Подземная железнодорожная система отслеживает время поездок пассажиров между различными станциями. Эти данные используются для вычисления среднего времени, необходимого для поездки от одной станции до другой.

Реализуйте класс UndergroundSystem:
- void checkIn(int id, string stationName, int t)
Пассажир с карточкой, идентификатор которой равен id, регистрируется на станции stationName в момент времени t.
Пассажир может быть зарегистрирован только в одном месте в одно и то же время.
- void checkOut(int id, string stationName, int t)
Пассажир с карточкой, идентификатор которой равен id, покидает станцию stationName в момент времени t.
- double getAverageTime(string startStation, string endStation)
Возвращает среднее время, необходимое для поездки от startStation до endStation.
Среднее время вычисляется на основе всех предыдущих временных интервалов поездок от startStation до endStation, которые происходили непосредственно, т.е. регистрация на startStation с последующим выходом на endStation.
Время, необходимое для поездки от startStation до endStation, может отличаться от времени поездки от endStation до startStation.
Перед вызовом getAverageTime будет как минимум один пассажир, который уже совершил поездку от startStation до endStation.
Вы можете предположить, что все вызовы методов checkIn и checkOut являются последовательными. Если пассажир регистрируется в момент времени t1, а затем выходит в момент времени t2, то t1 < t2. Все события происходят в хронологическом порядке.

Пример:

Input
["UndergroundSystem","checkIn","checkOut","getAverageTime","checkIn","checkOut","getAverageTime","checkIn","checkOut","getAverageTime"]
[[],[10,"Leyton",3],[10,"Paradise",8],["Leyton","Paradise"],[5,"Leyton",10],[5,"Paradise",16],["Leyton","Paradise"],[2,"Leyton",21],[2,"Paradise",30],["Leyton","Paradise"]]
Output
[null,null,null,5.00000,null,null,5.50000,null,null,6.66667]
Explanation
UndergroundSystem undergroundSystem = new UndergroundSystem();
undergroundSystem.checkIn(10, "Leyton", 3);
undergroundSystem.checkOut(10, "Paradise", 8); // Customer 10 "Leyton" -> "Paradise" in 8-3 = 5
undergroundSystem.getAverageTime("Leyton", "Paradise"); // return 5.00000, (5) / 1 = 5
undergroundSystem.checkIn(5, "Leyton", 10);
undergroundSystem.checkOut(5, "Paradise", 16); // Customer 5 "Leyton" -> "Paradise" in 16-10 = 6
undergroundSystem.getAverageTime("Leyton", "Paradise"); // return 5.50000, (5 + 6) / 2 = 5.5
undergroundSystem.checkIn(2, "Leyton", 21);

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣При регистрации на входе сохраняем информацию о начале пути (станция и время) в словаре checkInData.

2⃣При регистрации на выходе извлекаем информацию о начале пути из checkInData, вычисляем время поездки и обновляем статистику для маршрута в journeyData.

3⃣Для получения среднего времени поездки по заданному маршруту извлекаем статистику из journeyData и вычисляем среднее значение.

😎 Решение:

class UndergroundSystem {
    private Map<String, double[]> journeyData = new HashMap<>();
    private Map<Integer, Pair<String, Integer>> checkInData = new HashMap<>();

    public void checkIn(int id, String stationName, int t) {
        checkInData.put(id, new Pair<>(stationName, t));
    }

    public void checkOut(int id, String stationName, int t) {
        Pair<String, Integer> checkIn = checkInData.remove(id);
        String routeKey = checkIn.getKey() + "->" + stationName;
        double tripTime = t - checkIn.getValue();
        journeyData.computeIfAbsent(routeKey, k -> new double[2]);
        journeyData.get(routeKey)[0] += tripTime;
        journeyData.get(routeKey)[1] += 1;
    }

    public double getAverageTime(String startStation, String endStation) {
        double[] stats = journeyData.get(startStation + "->" + endStation);
        return stats[0] / stats[1];
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 1125. Smallest Sufficient Team
Сложность: hard

В проекте у вас есть список необходимых навыков req_skills и список людей. i-й человек people[i] содержит список навыков, которыми обладает этот человек.

Рассмотрим достаточную команду: набор людей, такой что для каждого необходимого навыка из req_skills, есть по крайней мере один человек в команде, который обладает этим навыком. Мы можем представить эти команды индексами каждого человека.

Например, команда = [0, 1, 3] представляет людей с навыками people[0], people[1] и people[3].
Верните любую достаточную команду наименьшего возможного размера, представленную индексами каждого человека. Вы можете вернуть ответ в любом порядке.

Гарантируется, что ответ существует.

Пример:

Input: req_skills = ["algorithms","math","java","reactjs","csharp","aws"], people = [["algorithms","math","java"],["algorithms","math","reactjs"],["java","csharp","aws"],["reactjs","csharp"],["csharp","math"],["aws","java"]]
Output: [1,2]

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Инициализация и создание масок навыков:
Определите количество людей n и количество необходимых навыков m.
Создайте хэш-таблицу skillId, чтобы сопоставить каждому навыку уникальный индекс.
Создайте массив skillsMaskOfPerson, который будет содержать битовые маски навыков для каждого человека.

2⃣Динамическое программирование (DP):
Создайте массив dp размера 2^m и заполните его значениями (1 << n) - 1.
Установите dp[0] в 0 (базовый случай).
Для каждого skillsMask от 1 до 2^m - 1:
- для каждого человека i:
- вычислите smallerSkillsMask как skillsMask & ~skillsMaskOfPerson[i].
- если smallerSkillsMask отличается от skillsMask, обновите dp[skillsMask], если новая команда лучше (имеет меньше установленных битов).

3⃣Формирование ответа:
Извлеките ответ из dp и верните массив индексов людей, составляющих минимальную достаточную команду.

😎 Решение:

class Solution {
    public int[] smallestSufficientTeam(String[] req_skills, List<List<String>> people) {
        int n = people.size(), m = req_skills.length;
        HashMap<String, Integer> skillId = new HashMap<String, Integer>();
        for (int i = 0; i < m; i++) {
            skillId.put(req_skills[i], i);
        }
        int skillsMaskOfPerson[] = new int[n];
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            for (String skill : people.get(i)) {
                skillsMaskOfPerson[i] |= 1 << skillId.get(skill);
            }
        }
        long dp[] = new long [1 << m];
        Arrays.fill(dp, (1L << n) - 1);
        dp[0] = 0;
        for (int skillsMask = 1; skillsMask < (1 << m); skillsMask++) {
            for (int i = 0; i < n; i++) {
                int smallerSkillsMask = skillsMask & ~skillsMaskOfPerson[i];
                if (smallerSkillsMask != skillsMask) {
                    long peopleMask = dp[smallerSkillsMask] | (1L << i);
                    if (Long.bitCount(peopleMask) < Long.bitCount(dp[skillsMask])) {
                        dp[skillsMask] = peopleMask;
                    }
                }
            }
        }
        long answerMask = dp[(1 << m) - 1];
        int ans[] = new int [Long.bitCount(answerMask)];
        int ptr = 0;
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            if (((answerMask >> i) & 1) == 1) {
                ans[ptr++] = i;
            }
        }
        return ans;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 1012. Numbers With Repeated Digits
Сложность: hard

Задав целое число n, верните количество положительных целых чисел в диапазоне [1, n], у которых хотя бы одна цифра повторяется.

Пример:

Input: n = 20
Output: 1

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Вычисление всех чисел с уникальными цифрами:
Найдите количество чисел в диапазоне [1, n], у которых все цифры уникальны. Для этого используйте перебор всех чисел и проверку уникальности цифр.

2⃣Вычисление всех чисел в диапазоне [1, n]:
Это значение равно n, поскольку это количество всех чисел от 1 до n включительно.

3⃣Вычисление результата:
Вычтите количество чисел с уникальными цифрами из общего количества чисел, чтобы получить количество чисел с повторяющимися цифрами.

😎 Решение:

public class Solution {
    public int numDupDigitsAtMostN(int n) {
        return n - countUniqueDigitNumbers(n);
    }

    private int countUniqueDigitNumbers(int x) {
        String s = Integer.toString(x);
        int n = s.length();
        int res = 0;

        for (int i = 1; i < n; i++) {
            res += 9 * permutation(9, i - 1);
        }

        Set<Integer> used = new HashSet<>();
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            for (int j = (i == 0 ? 1 : 0); j < s.charAt(i) - '0'; j++) {
                if (!used.contains(j)) {
                    res += permutation(9 - i, n - i - 1);
                }
            }
            if (used.contains(s.charAt(i) - '0')) {
                break;
            }
            used.add(s.charAt(i) - '0');
        }

        if (used.size() == n) {
            res++;
        }

        return res;
    }

    private int permutation(int m, int n) {
        return n == 0 ? 1 : permutation(m, n - 1) * (m - n + 1);
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 762. Prime Number of Set Bits in Binary Representation
Сложность: hard

Если даны два целых числа left и right, верните количество чисел в диапазоне [left, right], имеющих простое число битов в двоичном представлении. Напомним, что число битов в двоичном представлении - это количество единиц, присутствующих в числе 1. Например, 21 в двоичном представлении - это 10101, которое имеет 3 бита.

Пример:

Input: left = 10, right = 15
Output: 5

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Создайте функцию для подсчета количества единиц в двоичном представлении числа.

2⃣Создайте функцию для проверки, является ли число простым.

3⃣Пройдите через все числа в диапазоне [left, right] и подсчитайте числа, у которых количество битов в двоичном представлении является простым числом.

😎 Решение:

public class Solution {
    public int countPrimeSetBits(int left, int right) {
        int count = 0;
        for (int num = left; num <= right; num++) {
            if (isPrime(Integer.bitCount(num))) {
                count++;
            }
        }
        return count;
    }
    
    private boolean isPrime(int x) {
        if (x < 2) return false;
        for (int i = 2; i * i <= x; i++) {
            if (x % i == 0) return false;
        }
        return true;
    }

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 1278. Palindrome Partitioning III
Сложность: hard

Вам дана строка s, содержащая строчные буквы, и целое число k. Вам нужно: Сначала заменить некоторые символы s на другие строчные английские буквы. Затем разделить s на k непустых непересекающихся подстрок так, чтобы каждая подстрока была палиндромом. Верните минимальное количество символов, которое нужно изменить, чтобы разделить строку.

Пример:

Input: s = "abc", k = 2
Output: 1

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Используйте динамическое программирование для вычисления количества изменений, необходимых для превращения любой подстроки в палиндром.

2⃣Используйте еще одно динамическое программирование для разбиения строки на k палиндромических подстрок с минимальным количеством изменений.

3⃣Верните минимальное количество изменений, найденное во втором шаге.

😎 Решение:

public class Solution {
    public int minChangesToMakePalindrome(String s, int k) {
        int n = s.length();
        
        int[][] dp1 = new int[n][n];
        for (int length = 1; length <= n; length++) {
            for (int i = 0; i <= n - length; i++) {
                int j = i + length - 1;
                dp1[i][j] = minChangeToPalindrome(s, i, j);
            }
        }

        int[][] dp2 = new int[n + 1][k + 1];
        for (int[] row : dp2) {
            Arrays.fill(row, Integer.MAX_VALUE);
        }
        dp2[0][0] = 0;

        for (int i = 1; i <= n; i++) {
            for (int kk = 1; kk <= k; kk++) {
                for (int j = 0; j < i; j++) {
                    dp2[i][kk] = Math.min(dp2[i][kk], dp2[j][kk - 1] + dp1[j][i - 1]);
                }
            }
        }

        return dp2[n][k];
    }

    private int minChangeToPalindrome(String s, int i, int j) {
        int changes = 0;
        while (i < j) {
            if (s.charAt(i) != s.charAt(j)) {
                changes++;
            }
            i++;
            j--;
        }
        return changes;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 1237. Find Positive Integer Solution for a Given Equation
Сложность: medium

Если дана вызываемая функция f(x, y) со скрытой формулой и значением z, выполните обратную разработку формулы и верните все пары целых положительных чисел x и y, в которых f(x,y) == z. Пары можно возвращать в любом порядке. Хотя точная формула скрыта, функция является монотонно возрастающей, т.е.Например: f(x, y) < f(x + 1, y) f(x, y) < f(x, y + 1) Интерфейс функции определяется следующим образом: interface CustomFunction { public: // Возвращает некоторое положительное целое число f(x, y) для двух положительных целых чисел x и y на основе формулы.
int f(int x, int y); }; Мы будем оценивать ваше решение следующим образом: у судьи есть список из 9 скрытых реализаций CustomFunction, а также способ сгенерировать ключ ответа из всех допустимых пар для определенного z. Судья получит два входа: function_id (чтобы определить, с какой реализацией тестировать ваш код) и целевое z. Судья вызовет ваш findSolution и сравнит ваши результаты с ключом ответа. Если ваши результаты совпадут с ключом ответа, ваше решение будет принято.

Пример:

Input: function_id = 1, z = 5
Output: [[1,4],[2,3],[3,2],[4,1]]

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Начнем с =1 x=1 и 𝑦=1000 y=1000 (предполагаем максимальное значение y).

2⃣Перемещение указателей:
Если 𝑓(𝑥,𝑦)=𝑧
f(x,y)=z, добавляем пару (𝑥,𝑦)(x,y) в результат и увеличиваем x.

3⃣Повторяем шаги до тех пор, пока
𝑥≤1000 x≤1000 и 𝑦≥1y≥1.

😎 Решение:

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class CustomFunction {
    public int f(int x, int y) {}
}

public class Solution {
    public List<List<Integer>> findSolution(CustomFunction customfunction, int z) {
        List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();
        int x = 1;
        int y = 1000;
        
        while (x <= 1000 && y >= 1) {
            int value = customfunction.f(x, y);
            if (value == z) {
                List<Integer> pair = new ArrayList<>();
                pair.add(x);
                pair.add(y);
                result.add(pair);
                x++;
            } else if (value < z) {
                x++;
            } else {
                y--;
            }
        }
        
        return result;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний