【Day15】算法刷题(解题思路+详细注释)[面试题 17.09. 第 k 个数 ][424. 替换后的最长重复字符 ][438. 找到字符串中所有字母异位词 ]

简介: 了解[面试题 17.09. 第 k 个数 ][424. 替换后的最长重复字符 ][438. 找到字符串中所有字母异位词 ]。

刷题打卡,第十五天


题目一、面试题 17.09. 第 k 个数

题目二、424. 替换后的最长重复字符

题目三、438. 找到字符串中所有字母异位词


题目一、面试题 17.09. 第 k 个数


原题链接:面试题 17.09. 第 k 个数


题目描述:


有些数的素因子只有 3,5,7,请设计一个算法找出第 k个数。注意,不是必须有这些素因子,而是必须不包含其他的素因子。例如,前几个数按顺序应该是 1,3,5,7,9,15,21。

示例 1:

输入: k = 5

输出: 9


解题思路:

要求第K个数,而这些数只有素因子 3,5,7;


我们可以将三个素因子用数组保存起来,轮流将素因子与前K-1个数中的每一个数相乘,就可以得到第 k 个数;


当数与素因子相乘,我们可能会得到重复的数,则就需要使用内容不可重复的Set集合来去重,确定不重复再放入最小堆中存放。


最小堆的堆顶元素就是最小的数,所以只需要让堆顶元素出堆,取出来的第K个数就是前K的数中的第K个。


其实这道题在前面的刷题打卡中已经做过了,不过题目名字叫 ‘丑数’,当作复习一下…


提交代码:

class Solution {
    public int getKthMagicNumber(int k) {
        int[] arr = new int[]{3,7,5};     //将素因子存入数组备用
        long n = 1l;                      //1是第一个数,用长整型是因为结果可能超出整形范围
        Set<Long> set = new HashSet<>();  //创建Set集合,用于排除重复的数
        //创建优先队列,默认为最小堆
        PriorityQueue<Long> que = new PriorityQueue<>();
        //将一个数分别与三个素因子相乘,若不重复则入最小堆
        for(int i = 1;i < k;++i){
            for(int a : arr){//将一个数分别与三个素因子相乘
                long q = n*a;//从第一个数1开始与素因子相乘
               if(set.add(q)){//若能放入set集合,说明没重复
                   que.offer(q);//入最小堆
               }
            }
            n = que.poll();     //从第二个数开始记录,直到第k个数
        } 
            return (int)n;      //转化为整形输出
    }
}

提交结果:

微信图片_20221030165826.png



题目二、424. 替换后的最长重复字符


原题链接:424. 替换后的最长重复字符


题目描述:


给你一个字符串 s 和一个整数 k 。你可以选择字符串中的任一字符,并将其更改为任何其他大写英文字符。该操作最多可执行 k 次。

在执行上述操作后,返回包含相同字母的最长子字符串的长度。

示例 1:

输入:s = “ABAB”, k = 2

输出:4

解释:用两个’A’替换为两个’B’,反之亦然。

示例 2:

输入:s = “AABABBA”, k = 1

输出:4

解释:

将中间的一个’A’替换为’B’,字符串变为 “AABBBBA”。

子串 “BBBB” 有最长重复字母, 答案为 4。


解题思路:

我们可以使用滑动窗口的思路解题:

首先将字符串转化为数组,滑动窗口的最大长度就是,窗口中的重复字符数量加上K个可替换字符数量。

将滑动窗口遍历整个字符数组,最终就能得到最长重复字符数。

具体看详细的注释与代码…


提交代码:

class Solution {
    public int characterReplacement(String s, int k) {
        int len = s.length();
        if(len < 2) return len;
        char[] arr = s.toCharArray(); //将字符串字符存储进数组
        int left = 0; //左边界
        int right = 0;//右边界
        int[] sum = new int[26];//记录二十六个字符出现次数的数组
        int maxCount = 0;       //左右边界中间重复字符的数量
        int total = 0;          //最终重复字符的数量
        while(right < len){     //右边界最多抵达数组arr右边界
            ++sum[arr[right] - 'A']; //字符ASCII码相见,不同字符对应的作为下标
            //记录字符最大重复次数
            maxCount = Math.max(maxCount,sum[arr[right] - 'A']);
            //向右遍历
            right++;
            //若窗口中不重复字符的数量多于可以改变字符数k
            if((right - left) > (maxCount+k)){
                //记录的字符数量减去一
                --sum[arr[left]-'A'];
                //左边界向右移动一位才能继续扫描
                left++;
            }
            //总数就是最终窗口的长度
            total = Math.max(total,right-left);
        }
        return total;
    }
}

提交结果:

微信图片_20221030165843.png


题目三、438. 找到字符串中所有字母异位词

原题链接:438. 找到字符串中所有字母异位词


题目描述:


给定两个字符串 s 和 p,找到 s 中所有 p 的 异位词 的子串,返回这些子串的起始索引。不考虑答案输出的顺序。

异位词 指由相同字母重排列形成的字符串(包括相同的字符串)。

示例 1:

输入: s = “cbaebabacd”, p = “abc”

输出: [0,6]

解释:

起始索引等于 0 的子串是 “cba”, 它是 “abc” 的异位词。

起始索引等于 6 的子串是 “bac”, 它是 “abc” 的异位词。

示例 2:

输入: s = “abab”, p = “ab”

输出: [0,1,2]

解释:

起始索引等于 0 的子串是 “ab”, 它是 “ab” 的异位词。

起始索引等于 1 的子串是 “ba”, 它是 “ab” 的异位词。

起始索引等于 2 的子串是 “ab”, 它是 “ab” 的异位词。


解题思路:

题目要求从第一个字符串中,找到第二个字符串的易位词,返回易位词开始下标。

那么我们就利用滑动窗口的思想,窗口长度为第二个字符串的长度,遍历第一个字符串,由此找到易位词。

但是仅仅遍历不足以判定易位词,我们还需要额外准备数组,以字符ASCII码值为下标,记录字符出现的次数,以此来判断窗口内字符串是否满足易位词条件。

具体实现可以看代码(注释详细)


提交代码:

class Solution {
    public List<Integer> findAnagrams(String s, String p) {
       //集合记录易位词的开头字符下标
       List<Integer> list = new ArrayList<>();
       int Slen = s.length(); //获取字符串s长度
       int Plen = p.length(); //获取字符串p长度
       //如果字符串s长度比字符串p短,比可能存在易位词,返回空集合;
       if(Slen < Plen)
       return list;
       char[] cs = s.toCharArray();
       char[] cp = p.toCharArray();
       //使用数组记录窗口内字符出现次数
       int[] S = new int[26]; 
       int[] P = new int[26]; 
       //字符范围是“a-z”,将出现字符减去‘a’,的Ascii码之差作为下标,节省内存
       for(int i = 0;i < Plen;++i){
           //记录字符串p每个字符出现次数
           //同时记录字符串 窗口(与字符串p长度相等)内每个字符出现次数
           ++S[cs[i]-'a'];
           ++P[cp[i]-'a'];
       }
       //记录的两个数组比较,若相等,说明窗口内是易位词,记录开头下标0
       if(Arrays.equals(S,P))
       list.add(0);
       //遍历字符串s,窗口一个字符一个字符往后扫描
       for(int i = 0;i < (Slen-Plen);++i){
           //窗口向后移动一格
           --S[cs[i]-'a'];
           ++S[cs[i+Plen]-'a'];
           //若相等,说明窗口内是易位词,记录易位词开头下标
           if(Arrays.equals(S,P))
           list.add(i+1);
       }
       return list;
    }
}

提交结果:

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