算法学习之剑指offer（九）

一

题目描述

求1+2+3+...+n，要求不能使用乘除法、for、while、if、else、switch、case等关键字及条件判断语句（A?B:C）。

public class Solution {
    public int Sum_Solution(int n) {
        int sum=n;
        boolean re = (n>0)&&((sum+=Sum_Solution(n-1))>0);
        return sum;
    }
}

二

题目描述

写一个函数，求两个整数之和，要求在函数体内不得使用+、-、*、/四则运算符号。

import java.math.BigInteger;
public class Solution {
    public int Add(int num1,int num2) {
        BigInteger  a = new BigInteger (num1+"");
        BigInteger  b = new BigInteger (num2+"");
        return a.add(b).intValue();
    }
}

三

题目描述

将一个字符串转换成一个整数，要求不能使用字符串转换整数的库函数。 数值为0或者字符串不是一个合法的数值则返回0

输入描述:

输入一个字符串,包括数字字母符号,可以为空

输出描述:

如果是合法的数值表达则返回该数字，否则返回0

示例1

输入

+2147483647
    1a33

输出

2147483647
    0

public class Solution {
    public int StrToInt(String str) {
        if (str.equals("") || str.length() == 0)
            return 0;
        char[] chars = str.toCharArray();
        int sum=0,fuhao=0,length=chars.length;
        if(chars[fuhao]=='-')
            fuhao=1;
        for(int i=fuhao;i<length;i++){
            if (chars[i] == '+')
                continue;
            if (chars[i] < 48 || chars[i] > 57)
                return 0;
            sum = sum*10+chars[i]-48;
        }
        return fuhao==0?sum:sum*-1;
    }
}

四

题目描述

在一个长度为n的数组里的所有数字都在0到n-1的范围内。 数组中某些数字是重复的，但不知道有几个数字是重复的。也不知道每个数字重复几次。请找出数组中任意一个重复的数字。 例如，如果输入长度为7的数组{2,3,1,0,2,5,3}，那么对应的输出是第一个重复的数字2。

public class Solution {
    // Parameters:
    //    numbers:     an array of integers
    //    length:      the length of array numbers
    //    duplication: (Output) the duplicated number in the array number,length of duplication array is 1,so using duplication[0] = ? in implementation;
    //                  Here duplication like pointor in C/C++, duplication[0] equal *duplication in C/C++
    //    这里要特别注意~返回任意重复的一个，赋值duplication[0]
    // Return value:       true if the input is valid, and there are some duplications in the array number
    //                     otherwise false
    public boolean duplicate(int numbers[],int length,int [] duplication) {
        if(numbers==null||numbers.length==0)
            return false;
        int[] new_numbers = new int[length];
        for(int i=0;i<length;i++){
            new_numbers[numbers[i]]++;
        }
        for(int i=0;i<length;i++){
            if(new_numbers[i]>1){
                duplication[0]=i;
                return true;
            }
        }
        return false;
    }
}

五

题目描述

给定一个数组A[0,1,...,n-1],请构建一个数组B[0,1,...,n-1],其中B中的元素B[i]=A[0]*A[1]*...*A[i-1]*A[i+1]*...*A[n-1]。不能使用除法。

import java.util.ArrayList;
public class Solution {
    public int[] multiply(int[] A) {
        
        //弄一个矩阵，矩阵里的1代表多余的数，然后分两部分算。每部分的每一行都可以借助上一行
        
        int length = A.length;
        int[] B = new int[length];
        if(length!=0){
            B[0]=1;
            for(int i=1;i<length;i++){
                B[i]=B[i-1]*A[i-1];
            }
            
            int tmp=1;
            for(int i=length-2;i>=0;i--){
                tmp*=A[i+1];
                B[i]*=tmp;
            }
            
        }
        return B;
    }
}

六

题目描述

请实现一个函数用来匹配包括'.'和'*'的正则表达式。模式中的字符'.'表示任意一个字符，而'*'表示它前面的字符可以出现任意次（包含0次）。 在本题中，匹配是指字符串的所有字符匹配整个模式。例如，字符串"aaa"与模式"a.a"和"ab*ac*a"匹配，但是与"aa.a"和"ab*a"均不匹配

public class Solution {

    public boolean match(char[] str, char[] pattern) {
        if (str == null || pattern == null) {
            return false;
        }
        return matchCore(str, 0, pattern, 0);
    }

    public boolean matchCore(char[] str, int strIndex, char[] pattern, int patternIndex) {
        if (strIndex == str.length && patternIndex == pattern.length) {
            return true;
        }
        if (strIndex != str.length && patternIndex == pattern.length) {
            return false;
        }
        if (patternIndex + 1 < pattern.length && pattern[patternIndex + 1] == '*') {
            if ((strIndex != str.length && pattern[patternIndex] == str[strIndex]) || (pattern[patternIndex] == '.' && strIndex != str.length)) {
                return matchCore(str, strIndex, pattern, patternIndex + 2)//模式后移2，视为x*匹配0个字符
                        || matchCore(str, strIndex + 1, pattern, patternIndex + 2)//视为模式匹配1个字符
                        || matchCore(str, strIndex + 1, pattern, patternIndex);//*匹配1个，再匹配str中的下一个
            } else {
                return matchCore(str, strIndex, pattern, patternIndex + 2);
            }
        }
        if ((strIndex != str.length && pattern[patternIndex] == str[strIndex]) || (pattern[patternIndex] == '.' && strIndex != str.length)) {
            return matchCore(str, strIndex + 1, pattern, patternIndex + 1);
        }
        return false;
    }
       
    /**第二种方法
// .* 匹配一切
        if(pattern.length == 2
                && pattern[0] == '.'
                && pattern[1] == '*') return true;
 
        // 两个序列入栈
        Stack<Character> ori = new Stack<>();
        Stack<Character> pat = new Stack<>();
        for (int i = 0; i < str.length; i++) {
            ori.push(str[i]);
        }
        for (int i = 0; i < pattern.length; i++) {
            pat.push(pattern[i]);
        }
 
        // 从尾匹配，解决*重复前一个字符的问题
        while (!ori.empty() && !pat.empty()){
            // 如果是两个不相同的字母，匹配失败
            if(Character.isLetter(pat.peek())
                    && !pat.peek().equals(ori.peek()))
                return false;
            // 两个相同的字母，匹配成功，两个栈顶各弹出已经匹配的字符
            if(Character.isLetter(pat.peek())
                    && pat.peek().equals(ori.peek())){
                ori.pop();
                pat.pop();
            }else if(pat.peek().equals('.')){ // 如果模式串是 ‘.’，直接把它替换为所需的字符入栈
                pat.pop();
                pat.push(ori.peek());
            }else{ // 模式串是 *
                pat.pop();
                if(pat.peek().equals(ori.peek())){ // *的下一个是目标字符，则重复它再重新压入*
                    pat.push(ori.peek());
                    pat.push('*');
                    ori.pop();
                }else{ // 否则从模式栈弹栈，直到找到匹配目标串的字符，或遇到.
                    while (!pat.empty()
                            && !pat.peek().equals(ori.peek())
                            && !pat.peek().equals('.')) pat.pop();
                    // 如果遇到了‘.’ 直接替换为目标字符，再重新压入*
                    if(!pat.empty() && pat.peek() == '.'){
                        pat.pop();
                        pat.push(ori.peek());
                        pat.push('*');
                    }
                }
            }
        }
        // 两栈空，则匹配成功
        if(ori.empty() && pat.empty()) return true;
        // 如果模式栈不空
        // 仅当模式栈中的*可以‘吃掉’多余的字符时匹配成功
        // 例如 aa* / aa*bb* ,而不可以是baa*
        if(ori.empty() && !pat.empty()
                && pat.peek().equals('*')){
            char c = pat.pop();
            while (!pat.empty()){
                if(c == '*'
                        || pat.peek() == '*'
                        || c == pat.peek())
                    c = pat.pop();
                else return false;
            }
            return true;
        }
        // 其他情况均不成功
        return false;
    **/
}