《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）

 1 public class Solution {  
 2     public boolean Find(int[][] array, int target) {  
 3         int len = array.length - 1;  
 4         int i = 0;  
 5         while ((len >= 0) && (i < array[0].length)) {  
 6             if (array[len][i] > target) {  
 7                 len--;  
 8             } else if (array[len][i] < target) {  
 9                 i++;  
10             } else {  
11                 return true;  
12             }  
13         }  
14         return false;  
15     }  
16 }

（2）

 1 public class Solution {  
 2     public boolean Find(int[][] array, int target) {  
 3         int len = array.length - 1;  
 4         int i = 0;  
 5         while ((len >= 0) && (i < array[0].length)) {  
 6             if (array[len][i] > target) {  
 7                 len–;  
 8             } else if (array[len][i] < target) {  
 9                 i++;  
10             } else {  
11                 return true;  
12             }  
13         }  
14         return false;  
15     }  
16 }

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）

 1 public class Solution {
 2     public String replaceSpace(StringBuffer str) {
 3         int spaceNum = 0;
 4         for(int i=0; i<str.length(); i++){
 5             if(str.charAt(i)==' '){
 6                 spaceNum++;
 7             }
 8         }
 9         
10         int indexOld = str.length() - 1;
11         int newLength = str.length() + 2*spaceNum;
12         int indexNew = newLength - 1;
13         str.setLength(newLength);
14         for(; indexOld>=0 && indexOld<newLength; indexOld--){
15             if(str.charAt(indexOld)==' '){
16                 str.setCharAt(indexNew--,'0');
17                 str.setCharAt(indexNew--,'2');
18                 str.setCharAt(indexNew--,'%');
19             }else{
20                 str.setCharAt(indexNew--, str.charAt(indexOld));
21             }
22         }
23         return str.toString();
24     }
25 }

（2）

 1 public class Solution {
 2     public String replaceSpace(StringBuffer str) {
 3         if(str==null) {
 4             return null;
 5         }
 6 
 7     
 8         int spaceNum = 0;
 9         int length = str.length();
10         int newLength = 0;
11         for(int i=0; i<length; i++) {
12             if(str.charAt(i)==' ') {
13                 spaceNum++;
14             }
15         }
16     
17         newLength = length + 2*spaceNum;
18         char[] newChars = new char[newLength];
19         int index = newLength - 1;
20         for(int i=length-1; i>=0; i--) {
21             if(str.charAt(i)==' ') {
22                 newChars[index--] = '0';
23                 newChars[index--] = '2';
24                 newChars[index--] = '%';
25             }else {
26                 newChars[index--] =  str.charAt(i);
27             }
28         }
29         return new String(newChars);
30     }
31 }

（3）

 1 public class Solution {
 2     public String replaceSpace(StringBuffer str) {
 3         if(str == null){
 4             return null;
 5         }
 6         
 7         int spaceNum = 0;
 8         int length = str.length();
 9         int newLength = 0;
10         for(int i=0; i<length; i++){
11             if(str.charAt(i)==' '){
12                 spaceNum++;
13             }
14         }
15         
16         newLength = length + 2*spaceNum;
17         char[] newChars = new char[newLength];
18         int index = newLength - 1;
19         for(int i=length-1; i>=0; i--){
20             if(str.charAt(i)==' '){
21                 newChars[index--] = '0';
22                 newChars[index--] = '2';
23                 newChars[index--] = '%';
24             }else{
25                 newChars[index--] = str.charAt(i);
26             }
27         }
28         return new String(newChars);
29     }
30 }

（4）

 1 public class Solution {
 2     public String replaceSpace(StringBuffer str) {
 3         StringBuffer sb = new StringBuffer();
 4         for(int i=0; i<str.length(); i++){
 5             if(str.charAt(i)==' '){
 6                 sb.append("%20");
 7             }else{
 8                 sb.append(str.charAt(i));
 9             }
10         }
11         return sb.toString();
12     }
13 }

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

 1 import java.util.ArrayList;
 2 import java.util.Stack;
 3 public class Solution {
 4     public ArrayList<Integer> printListFromTailToHead(ListNode listNode) {
 5         Stack<Integer> stack = new Stack<>();
 6         while(listNode != null){
 7             stack.push(listNode.val);
 8             listNode = listNode.next;
 9         }
10         ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
11         while(!stack.isEmpty()){
12             list.add(stack.pop());
13         }
14         return list;
15     }
16 }

（2）使用递归实现

 1 import java.util.ArrayList;
 2 public class Solution {
 3     ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<>();
 4     public ArrayList<Integer> printListFromTailToHead(ListNode listNode) {
 5         if(listNode != null){
 6             printListFromTailToHead(listNode.next);
 7             arrayList.add(listNode.val);
 8         }
 9         return arrayList;
10     }
11 }

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）

 1 public class Solution {
 2     public TreeNode reConstructBinaryTree(int[] pre,int[] in) {
 3         TreeNode root = reConstructBinaryTree(pre, 0, pre.length-1,
 4                                                in, 0, in.length-1);
 5         //返回根节点
 6         return root;
 7     }
 8     
 9     private TreeNode reConstructBinaryTree(int[] pre, int  startPre, int endPre,
10                                           int[] in, int startIn, int endIn){
11         //该节点没有左子树或右子树
12         if(startPre > endPre||startIn > endIn)
13             return null;
14         //新建一个二叉树节点，并将值存进去
15         TreeNode node = new TreeNode(pre[startPre]);
16         //对该node结点的左右结点赋值
17         for(int i=startIn; i<=endIn; i++){
18             //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。
19             if(pre[startPre]==in[i]){
20                 //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。
21                 node.left = reConstructBinaryTree(pre, startPre+1, startPre+i-startIn,
22                                                  in, startIn, i-1);
23                 //父节点的右子树
24                 node.right = reConstructBinaryTree(pre, i-startIn+startPre+1, endPre,
25                                                   in, i+1, endIn);
26             }
27         }
28         return node;
29     }
30 }

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）

 1 import java.util.Stack;
 2 
 3 public class Solution {
 4     Stack<Integer> stack1 = new Stack<Integer>();
 5     Stack<Integer> stack2 = new Stack<Integer>();
 6     
 7     public void push(int node) {
 8         stack1.push(node);
 9     }
10　　//这里用栈stack1表示队尾，用来入队，栈stack2表队首，用来出队
11     public int pop() {
12     if(stack1.empty() && stack2.empty())
13         throw new RuntimeException("Queue is empty!");
14     if(stack2.empty())
15         while(!stack1.empty())
16             stack2.push(stack1.pop());
17      return stack2.pop();
18     }
19 }

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）

 1 import java.util.ArrayList;
 2 public class Solution {
 3     public int minNumberInRotateArray(int [] array) {
 4         if(array.length==0)
 5             return 0;
 6         for(int i=0; i<array.length; i++)
 7             if(array[i]>array[i+1])
 8                 return array[i+1];
 9         //数组长度为0
10         return 0;
11     }
12 }

（2）基于二分法实现

 1 import java.util.ArrayList;
 2 public class Solution {
 3     public int minNumberInRotateArray(int [] array) {
 4         if(array==null || array.length==0)
 5             return 0;
 6         int low = 0;
 7         int high = array.length-1;
 8         while(low<high){
 9             int mid = low+(high-low)/2;
10             if(array[mid]>array[high]){
11                 low = mid+1;
12             }else if(array[mid] == array[high]){
13                 high = high-1;
14             }else{
15                 high = mid;
16             }
17         }
18         return array[low];
19     }
20 }

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）

 1 public class Solution {
 2     public int Fibonacci(int n) {
 3         int value = 1;
 4         int pre = 1;
 5         int next = 1;
 6         int num = 3;
 7         if(n<=0) return 0;
 8         if(n==1 || n==2) return value;
 9         while(n >= num){
10             value = pre+next;
11             pre = next;
12             next = value;
13             num++;
14         }
15         return value;
16     }
17 }

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

 1 public class Solution {
 2     public int JumpFloor(int target) {
 3         int result = 0;
 4         if(target > 0){
 5             if(target <= 2){
 6                 return target;
 7             }else{
 8                 return result = JumpFloor(target-1)+
 9                     JumpFloor(target-2);
10             }
11         }
12         return result;
13     }
14 }

（2）

 1 public class Solution {
 2     public int JumpFloor(int target) {
 3         int fir = 1;
 4         int sec = 2;
 5         int race = 0;
 6         if(target <= 0)
 7             return 0;
 8         if(target == 1)
 9             return 1;
10         if(target == 2)
11             return 2;
12         for(int i=3; i<=target; i++){
13             race = fir+sec;
14             fir = sec;
15             sec = race;
16         }
17         return race;
18     }
19 }

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

1 public class Solution {
2     public int JumpFloorII(int target) {
3         return 1<<--target;
4     }
5 }

（2）递归方式

 1 public class Solution {
 2     public int JumpFloorII(int target) {
 3       if(target<0){
 4           return 0;
 5       }else if(target==1){
 6           return 1;
 7       }else{
 8           return 2*JumpFloorII(target-1);
 9       }
10     }
11 }

（3）循环方式

1 public class Solution {
2     public int JumpFloorII(int target) {
3         int jumpFloor = 1;
4         while(--target>0){
5             jumpFloor *=2;
6         }
7         return jumpFloor;
8     }
9 }

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）

1 public class Solution {
2     public int RectCover(int target) {
3         if(target<=0) return 0;
4         if(target==1) return 1;
5         if(target==2) return 2;
6         else
7             return RectCover(target-1)+RectCover(target-2);
8     }
9 }

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