每日三题-合并K个升序链表、二叉树展开为链表、LRU缓存

简介: 每日三题合并K个升序链表二叉树展开为链表LRU缓存

合并K个升序链表


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解法一

仿照两个升序链表合并一直循环

使用一个新节点res保存最终链表的头节点

然后循环遍历ListNode数组来与res来进行合并


时间复杂度

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class Solution {
    public ListNode mergeKLists(ListNode[] lists) {
        if(lists == null || lists.length == 0) return null;
        ListNode res = null;
        for(ListNode t : lists){ // 遍历
            ListNode newHead = new ListNode();
            ListNode temp = newHead;
            while(res != null && t !=null){  //合并
                if(res.val < t.val){
                    temp.next = res;
                    res = res.next;
                }else{
                    temp.next = t;
                    t = t.next;
                }
                temp = temp.next;
            }
            if(res != null) temp.next = res;
            if(t != null)temp.next = t;
            res = newHead.next;
        }
        return res;
    }
}

解法二

使用归并排序

每两个链表进行合并后返回新链表的头节点


时间复杂度

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class Solution {
    public ListNode mergeKLists(ListNode[] lists) {
        if(lists == null || lists.length == 0) return null;
        return div_list(lists,0,lists.length-1);
    }
    public ListNode div_list(ListNode[] lists,int left,int right){
        if(left > right) return null;
        if(left == right) return lists[left];
        int mid = (right + left) / 2;
        ListNode l = div_list(lists,left,mid);
        ListNode r = div_list(lists,mid+1,right);
        ListNode res = new ListNode();
        ListNode t = res;
        while(l != null && r != null){
            if(l.val < r.val){
                t.next = l;
                l = l.next;
            }else{
                t.next = r;
                r = r.next;
            }
            t =t.next;
        }
        if(l != null)t.next = l;
        if(r != null)t.next = r;
        return res.next;
    }
}


二叉树展开为链表


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解法一

先进行前序遍历保存节点

然后再重构

class Solution {
    public void flatten(TreeNode root) {
        if(root == null) return;
        ArrayList<TreeNode> list = new ArrayList<TreeNode>();
        pre(root,list);
        TreeNode r = list.get(0); // 获得第一个节点
        for(TreeNode t:list){
            if(t == r)continue;
            r.left = null;
            r.right = t;
            r = t;
        }
    }
    // 前序遍历结果
    public void pre(TreeNode root,List<TreeNode> list){
        if(root == null) return;
        list.add(root);
        pre(root.left,list);
        pre(root.right,list);
    }
}

解法二

前序遍历与重构一起进行运行

注意: 由于递归的前序遍历不会保存孩子的信息,而我们修改过后会使树的结构混乱,所有我们需要提前保存孩子节点

class Solution {
    TreeNode pre;
    public void flatten(TreeNode root) {
        if(root == null) return;
        pre(root);
    }
    // 前序遍历结果
    public void pre(TreeNode root){
        if(root == null) return;
        TreeNode l = root.left;
        TreeNode r = root.right;
        if(pre == null) pre = root; // 起始位置
        else {
            pre.left = null;
            pre.right = root;
            pre = root;
        }
        pre(l);
        pre(r);
    }
}

解法三

寻找前趋节点

我也是第一次见这个做法

首先这个节点如果没有左孩子,那么就只需要看右孩子

如果存在左孩子,就把右子树挂在左子树的最右边孩子的右边

然后把当前节点的右孩子设置为左孩子

当前节点的左孩子设置为null

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815d465392ce4239a650a63ec31d75a5.png

class Solution {
    public void flatten(TreeNode root) {
        if(root == null) return;
        TreeNode cur = root;
        while(cur != null){
            if(cur.left != null){
                TreeNode left  = cur.left; // 左子树的头节点
                TreeNode t =left;
                while(t.right != null){
                    t = t.right;
                } // 循环过后 t 就是前序遍历左子树的最后一个遍历到的节点
                t.right = cur.right;
                cur.left = null;
                cur.right = left;
            }
            cur = cur.right;
        }
    }
}


LRU缓存


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解法一

HashMap+双指针

因为get与put操作都要o(1)

所有使用HashMap来存储(key,node)

class LRUCache {    
    private Map<Integer,Node> cache = new HashMap<Integer,Node>();
    private int size;  //实际存放的大小
    private int capacity; //最大存放大小
    private Node tail,head; //头尾指针
    public LRUCache(int capacity) {
        this.capacity = capacity==0?16:capacity;
        this.size = 0;
        this.head = new Node();
        this.tail = new Node();
        head.ne = tail;
        tail.pre = head;
    }
    public int get(int key) {
        Node node = cache.get(key);
        if(node == null) return -1;
        deleteNode(node);
        addToHead(node);
        return node.value; 
    }
    public void put(int key, int value) {
        Node node = cache.get(key);
        if(node == null){ // 说明是新加入的节点
            node = new Node(key,value);
            if(size < capacity){ //说明是直接加入就行
                addToHead(node);
                size++;
            }else if(size == capacity){
                cache.remove(tail.pre.key);
                deleteNode(tail.pre);
                addToHead(node);
            }
            cache.put(key,node);
        }else{ //说明key存在,需要修改value
            deleteNode(node);
            node.value = value;
            addToHead(node);
        }
    }
    public void addToHead(Node node){
        Node ne = head.ne;
        head.ne = node;
        node.pre = head;
        node.ne = ne;
        ne.pre = node;
    }
    public void deleteNode(Node node){
        node.pre.ne = node.ne;
        node.ne.pre = node.pre;
        // 垃圾回收
        node.ne = null;
        node.pre = null;
    }
}
class Node{
    int key; // key
    int value; //value
    Node pre; // 前一个节点
    Node ne; // 后一个节点
    public Node(){
    }
    public Node(int key,int value){
        this.key =  key;
        this.value = value;
    }
}


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