算法学习第二天----数组

有效的数独

请你判断一个 9 x 9 的数独是否有效。只需要 根据以下规则 ,验证已经填入的数字是否有效即可。数字 1-9 在每一行只能出现一次。数字 1-9在每一列只能出现一次。数字 1-9 在每一个以粗实线分隔的 3x3 宫内只能出现一次。(请参考示例图)

注意:

一个有效的数独(部分已被填充)不一定是可解的。
只需要根据以上规则,验证已经填入的数字是否有效即可。
空白格用 '.' 表示。

示例:

image
输入:board = 
[["5","3",".",".","7",".",".",".","."]
,["6",".",".","1","9","5",".",".","."]
,[".","9","8",".",".",".",".","6","."]
,["8",".",".",".","6",".",".",".","3"]
,["4",".",".","8",".","3",".",".","1"]
,["7",".",".",".","2",".",".",".","6"]
,[".","6",".",".",".",".","2","8","."]
,[".",".",".","4","1","9",".",".","5"]
,[".",".",".",".","8",".",".","7","9"]]
输出:true

输入:board = 
[["8","3",".",".","7",".",".",".","."]
,["6",".",".","1","9","5",".",".","."]
,[".","9","8",".",".",".",".","6","."]
,["8",".",".",".","6",".",".",".","3"]
,["4",".",".","8",".","3",".",".","1"]
,["7",".",".",".","2",".",".",".","6"]
,[".","6",".",".",".",".","2","8","."]
,[".",".",".","4","1","9",".",".","5"]
,[".",".",".",".","8",".",".","7","9"]]
输出:false
解释:除了第一行的第一个数字从 5 改为 8 以外,空格内其他数字均与 示例1 相同。 但由于位于左上角的 3x3 宫内有两个 8 存在, 因此这个数独是无效的。

提示:

board.length == 9
board[i].length == 9
board[i][j] 是一位数字(1-9)或者 '.'

思路:数独,要求每行每列都是1-9没有重复,且每个3x3的格子内也没有重复的即可,代码如下:

class Solution:
    def isValidSudoku(self, board: List[List[str]]) -> bool:
        # 检查 行
        for i in range(9):
            s = ['1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9']
            for j in range(9):
                if board[i][j] == '.':
                    continue
                else:
                    if board[i][j] in s:
                        s.remove(board[i][j])
                    else:
                        return False
        # 检查 列
        for i in range(9):
            s = ['1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9']
            for j in range(9):
                if board[j][i] == '.':
                    continue
                else:
                    if board[j][i] in s:
                        s.remove(board[j][i])
                    else:
                        return False
        # 检查 3x3
        for i in range(0, 9, 3):
            for j in range(0, 9, 3):
                s = ['1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9']
                for k in range(3):
                    for l in range(3):
                        if board[i + k][j + l] == '.':
                            continue
                        else:
                            if board[i + k][j + l] in s:
                                s.remove(board[i + k][j + l])
                            else:
                                return False
        return True

最大子数组和

给你一个整数数组 nums ,请你找出一个具有最大和的连续子数组(子数组最少包含一个元素),返回其最大和。子数组 是数组中的一个连续部分。

示例:

输入:nums = [-2,1,-3,4,-1,2,1,-5,4]
输出:6
解释:连续子数组 [4,-1,2,1] 的和最大,为 6 。

输入:nums = [1]
输出:1

输入:nums = [5,4,-1,7,8]
输出:23

提示:

1 <= nums.length <= 105
-104 <= nums[i] <= 104

思路:

前缀和思路吧,逐个相加,如果前缀和小于0,那就重置前缀和,在此过程中不断把较大的前缀和更新res。代码如下:

class Solution:
    def maxSubArray(self, nums: List[int]) -> int:
        res = float('-inf')
        tmp = 0
        for i in range(len(nums)):
            tmp += nums[i]
            res = max(tmp, res)
            if tmp < 0:
                tmp = 0
        return res 

合并两个有序数组

给你两个按 非递减顺序 排列的整数数组 nums1nums2,另有两个整数 m 和 n ,分别表示 nums1nums2中的元素数目。请你 合并 nums2nums1 中,使合并后的数组同样按 非递减顺序 排列。注意:最终,合并后数组不应由函数返回,而是存储在数组 nums1中。为了应对这种情况,nums1的初始长度为m + n,其中前 m 个元素表示应合并的元素,后 n 个元素为 0 ,应忽略。nums2的长度为 n 。

示例:

输入:nums1 = [1,2,3,0,0,0], m = 3, nums2 = [2,5,6], n = 3
输出:[1,2,2,3,5,6]
解释:需要合并 [1,2,3] 和 [2,5,6] 。
合并结果是 [1,2,2,3,5,6] ,其中斜体加粗标注的为 nums1 中的元素。

输入:nums1 = [1], m = 1, nums2 = [], n = 0
输出:[1]
解释:需要合并 [1] 和 [] 。
合并结果是 [1] 。

输入:nums1 = [0], m = 0, nums2 = [1], n = 1
输出:[1]
解释:需要合并的数组是 [] 和 [1] 。
合并结果是 [1] 。
注意,因为 m = 0 ,所以 nums1 中没有元素。nums1 中仅存的 0 仅仅是为了确保合并结果可以顺利存放到 nums1 中。

提示:

nums1.length == m + n
nums2.length == n
0 <= m, n <= 200
1 <= m + n <= 200
-109 <= nums1[i], nums2[j] <= 109

思路:

题目要求是,将数组2合并到到数组1,不用返回值,合并后的数组1是非递减顺序。思路一:把数组2覆盖掉数组1后面的空数值,然后进行原地排序,代码如下:

class Solution:
    def merge(self, nums1: List[int], m: int, nums2: List[int], n: int) -> None:
        """
        Do not return anything, modify nums1 in-place instead.
        """
        for i in range(n):
            nums1[m + i] = nums2[i]
        nums1.sort()

还有另一个思路,分治思想,思路和合并排序一致,代码如下:

class Solution:
    def merge(self, nums1: List[int], m: int, nums2: List[int], n: int) -> None:
        """
        Do not return anything, modify nums1 in-place instead.
        """
        p1, p2 = m - 1, n - 1
        tail = m + n - 1
        while p1 >= 0 or p2 >= 0:
            if p1 == -1:
                nums1[tail] = nums2[p2]
                p2 -= 1
            elif p2 == -1:
                nums1[tail] = nums1[p1]
                p1 -= 1
            elif nums1[p1] > nums2[p2]:
                nums1[tail] = nums1[p1]
                p1 -= 1
            else:
                nums1[tail] = nums2[p2]
                p2 -= 1
            tail -= 1

从后往前插入,可以避免覆盖问题。所有玩家都全力向前冲刺, 却不知道向后才是胜利之门。-《头号玩家》

买卖股票的最佳时机

给定一个数组 prices,它的第 i 个元素prices[i] 表示一支给定股票第 i 天的价格。你只能选择 某一天 买入这只股票,并选择在 未来的某一个不同的日子 卖出该股票。设计一个算法来计算你所能获取的最大利润。返回你可以从这笔交易中获取的最大利润。如果你不能获取任何利润,返回 0 。

示例:

输入:[7,1,5,3,6,4]
输出:5
解释:在第 2 天(股票价格 = 1)的时候买入,在第 5 天(股票价格 = 6)的时候卖出,最大利润 = 6-1 = 5 。
     注意利润不能是 7-1 = 6, 因为卖出价格需要大于买入价格;同时,你不能在买入前卖出股票。

输入:prices = [7,6,4,3,1]
输出:0
解释:在这种情况下, 没有交易完成, 所以最大利润为 0。

提示:

1 <= prices.length <= 105
0 <= prices[i] <= 104

思路:

在遍历过程中不断更新当前的最小值,找到当前最高的价格。代码如下:

class Solution:
    def maxProfit(self, prices: List[int]) -> int:
        result = 0
        low = float('inf')
        for i in range(len(prices)):
            low = min(low, prices[i])
            result = max(result, prices[i] - low)
        return result
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