《剑指offer》java实现（一）1~10

每段代码都是在牛客网在线编程通过后，然后拷过来的，准确性可以保证。

1、二维数组中的查找

在一个二维数组中，每一行都按照从左到右递增的顺序排序，每一列都按照从上到下递增的顺序排序。请完成一个函数，输入这样的一个二维数组和一个整数，判断数组中是否含有该整数。

（1）

public class Solution {  
    public boolean Find(int[][] array, int target) {  
        int len = array.length - 1;  
        int i = 0;  
        while ((len >= 0) && (i < array[0].length)) {  
            if (array[len][i] > target) {  
                len--;  
            } else if (array[len][i] < target) {  
                i++;  
            } else {  
                return true;  
            }  
        }  
        return false;  
    }  
}  

（2）

public class Solution {  
    public boolean Find(int[][] array, int target) {  
        int len = array.length - 1;  
        int i = 0;  
        while ((len >= 0) && (i < array[0].length)) {  
            if (array[len][i] > target) {  
                len–;  
            } else if (array[len][i] < target) {  
                i++;  
            } else {  
                return true;  
            }  
        }  
        return false;  
    }  
}  

2、替换空格 

请实现一个函数，将一个字符串中的空格替换成“%20”。例如，当字符串为We Are Happy.则经过替换之后的字符串为We%20Are%20Happy。请实现一个函数，将一个字符串中的空格替换成“%20”。例如，当字符串为We Are Happy.则经过替换之后的字符串为We%20Are%20Happy。

（1）

public class Solution {
    public String replaceSpace(StringBuffer str) {
        int spaceNum = 0;
        for(int i=0; i<str.length(); i++){
            if(str.charAt(i)==' '){
                spaceNum++;
            }
        }
        
        int indexOld = str.length() - 1;
        int newLength = str.length() + 2*spaceNum;
        int indexNew = newLength - 1;
        str.setLength(newLength);
        for(; indexOld>=0 && indexOld<newLength; indexOld--){
            if(str.charAt(indexOld)==' '){
                str.setCharAt(indexNew--,'0');
                str.setCharAt(indexNew--,'2');
                str.setCharAt(indexNew--,'%');
            }else{
                str.setCharAt(indexNew--, str.charAt(indexOld));
            }
        }
        return str.toString();
    }
}

（2）

public class Solution {
    public String replaceSpace(StringBuffer str) {
        if(str==null) {
            return null;
        }

    
        int spaceNum = 0;
        int length = str.length();
        int newLength = 0;
        for(int i=0; i<length; i++) {
            if(str.charAt(i)==' ') {
                spaceNum++;
            }
        }
    
        newLength = length + 2*spaceNum;
        char[] newChars = new char[newLength];
        int index = newLength - 1;
        for(int i=length-1; i>=0; i--) {
            if(str.charAt(i)==' ') {
                newChars[index--] = '0';
                newChars[index--] = '2';
                newChars[index--] = '%';
            }else {
                newChars[index--] =  str.charAt(i);
            }
        }
        return new String(newChars);
    }
}

（3）

public class Solution {
    public String replaceSpace(StringBuffer str) {
        if(str == null){
            return null;
        }
        
        int spaceNum = 0;
        int length = str.length();
        int newLength = 0;
        for(int i=0; i<length; i++){
            if(str.charAt(i)==' '){
                spaceNum++;
            }
        }
        
        newLength = length + 2*spaceNum;
        char[] newChars = new char[newLength];
        int index = newLength - 1;
        for(int i=length-1; i>=0; i--){
            if(str.charAt(i)==' '){
                newChars[index--] = '0';
                newChars[index--] = '2';
                newChars[index--] = '%';
            }else{
                newChars[index--] = str.charAt(i);
            }
        }
        return new String(newChars);
    }
}

（4）

public class Solution {
    public String replaceSpace(StringBuffer str) {
        StringBuffer sb = new StringBuffer();
        for(int i=0; i<str.length(); i++){
            if(str.charAt(i)==' '){
                sb.append("%20");
            }else{
                sb.append(str.charAt(i));
            }
        }
        return sb.toString();
    }
}

3、从尾到头打印链表

输入一个链表，从尾到头打印链表每个节点的值。

链表结点定义：

/**
*    public class ListNode {
*        int val;
*        ListNode next = null;
*
*        ListNode(int val) {
*            this.val = val;
*        }
*    }

（1）常规栈实现

import java.util.ArrayList;
import java.util.Stack;
public class Solution {
    public ArrayList<Integer> printListFromTailToHead(ListNode listNode) {
        Stack<Integer> stack = new Stack<>();
        while(listNode != null){
            stack.push(listNode.val);
            listNode = listNode.next;
        }
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
        while(!stack.isEmpty()){
            list.add(stack.pop());
        }
        return list;
    }
}

（2）使用递归实现

import java.util.ArrayList;
public class Solution {
    ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<>();
    public ArrayList<Integer> printListFromTailToHead(ListNode listNode) {
        if(listNode != null){
            printListFromTailToHead(listNode.next);
            arrayList.add(listNode.val);
        }
        return arrayList;
    }
}

4、重建二叉树

输入某二叉树的前序遍历和中序遍历的结果，请重建出该二叉树。假设输入的前序遍历和中序遍历的结果中都不含重复的数字。例如输入前序遍历序列{1,2,4,7,3,5,6,8}和中序遍历序列{4,7,2,1,5,3,8,6}，则重建二叉树并返回。

二叉树结构是这样的：

二叉树结点定义：

/**
 * Definition for binary tree
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode(int x) { val = x; }
 * }
 */

（1）

public class Solution {
    public TreeNode reConstructBinaryTree(int[] pre,int[] in) {
        TreeNode root = reConstructBinaryTree(pre, 0, pre.length-1,
                                               in, 0, in.length-1);
        //返回根节点
        return root;
    }
    
    private TreeNode reConstructBinaryTree(int[] pre, int  startPre, int endPre,
                                          int[] in, int startIn, int endIn){
        //该节点没有左子树或右子树
        if(startPre > endPre||startIn > endIn)
            return null;
        //新建一个二叉树节点，并将值存进去
        TreeNode node = new TreeNode(pre[startPre]);
        //对该node结点的左右结点赋值
        for(int i=startIn; i<=endIn; i++){
            //从中序遍历中得到根节点在数组中的下标，下标左边是左子树的数，下标右边是右子树的，对左右子树进行递归，感觉有点像二分查找。
            if(pre[startPre]==in[i]){
                //父节点的左子树，   i-startIn是节点pre[startPer]的左子树节点共有多少个，然后加上startPre就是pre数组中pre[startPre]的左子树所有结点在先序遍历序列中最后一个下标。
                node.left = reConstructBinaryTree(pre, startPre+1, startPre+i-startIn,
                                                 in, startIn, i-1);
                //父节点的右子树
                node.right = reConstructBinaryTree(pre, i-startIn+startPre+1, endPre,
                                                  in, i+1, endIn);
            }
        }
        return node;
    }
}

5、用两个栈实现队列

用两个栈来实现一个队列，完成队列的Push和Pop操作。 队列中的元素为int类型。
（1）

import java.util.Stack;

public class Solution {
    Stack<Integer> stack1 = new Stack<Integer>();
    Stack<Integer> stack2 = new Stack<Integer>();
    
    public void push(int node) {
        stack1.push(node);
    }
10　　//这里用栈stack1表示队尾，用来入队，栈stack2表队首，用来出队
    public int pop() {
    if(stack1.empty() && stack2.empty())
        throw new RuntimeException("Queue is empty!");
    if(stack2.empty())
        while(!stack1.empty())
            stack2.push(stack1.pop());
     return stack2.pop();
    }
}

6、旋转数组的最小数字

把一个数组最开始的若干个元素搬到数组的末尾，我们称之为数组的旋转。 输入一个非递减排序的数组的一个旋转，输出旋转数组的最小元素。 例如数组{3,4,5,1,2}为{1,2,3,4,5}的一个旋转，该数组的最小值为1。 NOTE：给出的所有元素都大于0，若数组大小为0，请返回0。

（1）

import java.util.ArrayList;
public class Solution {
    public int minNumberInRotateArray(int [] array) {
        if(array.length==0)
            return 0;
        for(int i=0; i<array.length; i++)
            if(array[i]>array[i+1])
                return array[i+1];
        //数组长度为0
        return 0;
    }
}

（2）基于二分法实现

import java.util.ArrayList;
public class Solution {
    public int minNumberInRotateArray(int [] array) {
        if(array==null || array.length==0)
            return 0;
        int low = 0;
        int high = array.length-1;
        while(low<high){
            int mid = low+(high-low)/2;
            if(array[mid]>array[high]){
                low = mid+1;
            }else if(array[mid] == array[high]){
                high = high-1;
            }else{
                high = mid;
            }
        }
        return array[low];
    }
}

 7、斐波那契数列

大家都知道斐波那契数列，现在要求输入一个整数n，请你输出斐波那契数列的第n项。n<=39

（补充：斐波那契数列指的是这样一个数列 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21等，从第三项开始，每项都是前两项的和）

（1）

public class Solution {
    public int Fibonacci(int n) {
        int value = 1;
        int pre = 1;
        int next = 1;
        int num = 3;
        if(n<=0) return 0;
        if(n==1 || n==2) return value;
        while(n >= num){
            value = pre+next;
            pre = next;
            next = value;
            num++;
        }
        return value;
    }
}

8、跳台阶

一只青蛙一次可以跳上1级台阶，也可以跳上2级。求该青蛙跳上一个n级的台阶总共有多少种跳法。

（1）递归实现

public class Solution {
    public int JumpFloor(int target) {
        int result = 0;
        if(target > 0){
            if(target <= 2){
                return target;
            }else{
                return result = JumpFloor(target-1)+
                    JumpFloor(target-2);
            }
        }
        return result;
    }
}

（2）

public class Solution {
    public int JumpFloor(int target) {
        int fir = 1;
        int sec = 2;
        int race = 0;
        if(target <= 0)
            return 0;
        if(target == 1)
            return 1;
        if(target == 2)
            return 2;
        for(int i=3; i<=target; i++){
            race = fir+sec;
            fir = sec;
            sec = race;
        }
        return race;
    }
}

9、变态跳台阶

一只青蛙一次可以跳上1级台阶，也可以跳上2级……它也可以跳上n级。求该青蛙跳上一个n级的台阶总共有多少种跳法。

（1）2^(n-1)使用左移运算符计算

public class Solution {
    public int JumpFloorII(int target) {
        return 1<<--target;
    }
}

（2）递归方式

public class Solution {
    public int JumpFloorII(int target) {
      if(target<0){
          return 0;
      }else if(target==1){
          return 1;
      }else{
          return 2*JumpFloorII(target-1);
      }
    }
}

（3）循环方式

public class Solution {
    public int JumpFloorII(int target) {
        int jumpFloor = 1;
        while(--target>0){
            jumpFloor *=2;
        }
        return jumpFloor;
    }
}

10、矩形覆盖

我们可以用2*1的小矩形横着或者竖着去覆盖更大的矩形。请问用n个2*1的小矩形无重叠地覆盖一个2*n的大矩形，总共有多少种方法？
（1）

public class Solution {
    public int RectCover(int target) {
        if(target<=0) return 0;
        if(target==1) return 1;
        if(target==2) return 2;
        else
            return RectCover(target-1)+RectCover(target-2);
    }
}