算法通关村第5关【白银】| 哈希和栈经典算法题

1.两个栈实现队列

思路：两个栈，一个输入栈，一个输出栈。

当需要输入的时候就往inStack中插入，需要输出就往outStack中输出，当输出栈是空就倒出输入栈的数据到输出栈中，这样就保证了后插入的数据从栈顶倒入了栈底，输出栈栈顶弹出的一定是原先输入栈栈底的数据，也就是先进来的，即先进先出。

class MyQueue {
    Deque<Integer> inStack ;
    Deque<Integer> outStack;

    public MyQueue() {
        inStack = new LinkedList<>();
        outStack = new LinkedList<>();
    }
    
    public void push(int x) {
        inStack.push(x);
    }
    
    public int pop() {
        if(outStack.isEmpty()){
            while(!inStack.isEmpty()){
                outStack.push(inStack.pop());
            }
             return outStack.pop();
        }else{
            return outStack.pop();
        }
    }
    
    public int peek() {
        if(outStack.isEmpty()){
            while(!inStack.isEmpty()){
                outStack.push(inStack.pop());
            }
            return outStack.peek();
        }else{
            return outStack.peek();
        }
    }
    
    public boolean empty() {
        return inStack.isEmpty() && outStack.isEmpty();
    }
}

2.两个队列实现栈

思路：确保队列前端是后进数据，用两个队列实现后插入数据在前面效果

（从下方叠罗汉，每次插入，先放好一层，然后将原先所有数据抬起然后放到新的一层上面，这样达到后加入数据始终在前面）。

queue2必定为空，数据压入queue2,这样就确保队列前端是后进的数据

然后将queue1的数据灌入queue2，交换queue1和queue2，queue2仍然为空

需要弹出的时候就弹出queue1的数据就行，因为queue1始终保持后进数据在队列前端。

class MyStack {
    Deque<Integer> q1;
    Deque<Integer> q2;

    public MyStack() {
        q1 = new LinkedList<>();
        q2 = new LinkedList<>();
    }
    
    public void push(int x) {
        q2.offer(x);
        while(!q1.isEmpty()){
            q2.offer(q1.remove());
        }
        Deque<Integer> t = q1;
        q1 = q2;
        q2 = t;
    }
    
    public int pop() {
        return q1.remove();
    }
    
    public int top() {
        return q1.peek();
    }
    
    public boolean empty() {
        return q1.isEmpty();
    }
}

3.n数之和

两数之和

思路：

一、暴力两层循环 ，不可取

二、使用哈希表。每遍历过一个元素就记录下来，判断有没有包含target-nums[i]的值

class Solution {
    public int[] twoSum(int[] nums, int target) {
        Map<Integer,Integer> map = new HashMap<>();
        for(int i = 0;i<nums.length;i++){
            int tar = target - nums[i];
            if(map.containsKey(tar)){
                return new int[]{i,map.get(tar)};
            }else{
                map.put(nums[i],i);
            }
        }
        return null;
    }
}

三数之和

思路：

一、双层循环+两数之和。

排序之后，先确定nums[i]为三数之一，然后从剩下的数中找到两数之和为-nums[i]的数，三数之和就是0.

class Solution {
    public List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {
List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();
        
        if (nums == null || nums.length < 3) {
            return result;
        }
     
        Arrays.sort(nums);
        for (int i = 0; i < nums.length - 2; i++) {
            if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) {
                continue; // Skip duplicates
            }
            
            int target = -nums[i];
            Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
            
            for (int j = i + 1; j < nums.length; j++) {
                int complement = target - nums[j];
                if (map.containsKey(complement)) {
                    result.add(Arrays.asList(nums[i], complement, nums[j]));
                    while (j + 1 < nums.length && nums[j] == nums[j + 1]) {
                        j++; // Skip duplicates
                    }
                }
                map.put(nums[j], j);
            }
        }
        return result;
    }
}

二、排序+双指针

先从小到大排序，两层循环

外层循环用来确定一个三数之一，然后内层循环双指针确定另外两数

之和大于目标right--

之和小于目标left++

之和等于目标加入答案，同时为了避免重复答案，需要跳过相同的数字

外层循环需要跳过相同的数字避免重复答案，同时必须是nums[i]==nums[i-1]

例如：[-1,-1,0,1,2]

[-1,0,1],[-1,-1,2]都是答案，不能跳过第一个-1

if(i>0&&nums[i] == nums[i-1]){
                continue;
            }

class Solution {
    public List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {
        List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();
        if (nums == null || nums.length < 3) {
            return result;
        }
        Arrays.sort(nums);
        int i,l,r;
        for(i=0;i<nums.length;i++){
            if(nums[i]>0) break;
            if(i>0&&nums[i]==nums[i-1]){
                continue;
            }
            int tar = -nums[i];
            for(l = i+1,r = nums.length -1;l<r;){
                if(nums[l]+nums[r]>tar){
                    r--;
                }else if(nums[l]+nums[r]<tar){
                    l++;
                }else{
                    List<Integer> list = new ArrayList<>();
                    list.add(nums[i]);
                    list.add(nums[l]);
                    list.add(nums[r]);
                    result.add(list);
                    while (r > l && nums[r] == nums[r - 1]) r--;
                    while (r > l && nums[l] == nums[l + 1]) l++;
                    l++;
                    r--;
                }
            }
        }
        return result;
    }
}