第二阶段学习算法总结

脑图:http://naotu.baidu.com/file/3bc98871b57aa37136f7db9c7c603376?token=7a4113ffec3d8fba

20. 有效的括号

给定一个只包括 '(',')','{','}','[',']' 的字符串,判断字符串是否有效。
有效字符串需满足:
左括号必须用相同类型的右括号闭合。
左括号必须以正确的顺序闭合。
注意空字符串可被认为是有效字符串。


  • 遍历数组,左括号入栈;右括号判断与栈顶元素是否匹配,匹配出栈;否则return false;
    遍历完成之后,判断栈是否为空,空则 return true;否则 return false;

    图解

题解:https://www.jianshu.com/p/058f90ed4ae9

155. 最小栈

设计一个支持 push ,pop ,top 操作,并能在常数时间内检索到最小元素的栈。
push(x) —— 将元素 x 推入栈中。
pop() —— 删除栈顶的元素。
top() —— 获取栈顶元素。
getMin() —— 检索栈中的最小元素。


  • 利用辅助栈保存最小值
    辅助栈的数据与数据栈是同步的
    入栈时,判断入栈的数据与辅助栈的栈顶数据哪个小,取小值入辅助栈
    出栈时,数据栈和辅助栈同时出栈
图解
  • 链表
    利用链表
    链表中保存
    当前值
    最小值
    上一个节点
    入栈时,入栈的值与链表中当前节点的最小值比较,最小值保存到下一个节点的最小值中
图解

题解:https://www.jianshu.com/p/620194367c3f

641. 设计循环双端队列

设计实现双端队列。
你的实现需要支持以下操作:
MyCircularDeque(k):构造函数,双端队列的大小为k。
insertFront():将一个元素添加到双端队列头部。 如果操作成功返回 true。
insertLast():将一个元素添加到双端队列尾部。如果操作成功返回 true。
deleteFront():从双端队列头部删除一个元素。 如果操作成功返回 true。
deleteLast():从双端队列尾部删除一个元素。如果操作成功返回 true。
getFront():从双端队列头部获得一个元素。如果双端队列为空,返回 -1。
getRear():获得双端队列的最后一个元素。 如果双端队列为空,返回 -1。
isEmpty():检查双端队列是否为空。
isFull():检查双端队列是否满了。

循环双端队列
队列成一个圆环形状
设定开始位置
尾插数据,rear指针向后移动 ++
尾删数据,rear指针向前移动 --
头插数据,prior指针向前移动 --
头删数据,prior指针向后移动 ++
设计循环双端队列空间比总数大一,避免空和满无法判断
判空
rear == prior
判满
(rear+1)%capacity == prior
插入数据先判满
删除数据先判空

图解

题解:https://www.jianshu.com/p/02218a7eb8ae

42. 接雨水

给定 n 个非负整数表示每个宽度为 1 的柱子的高度图,计算按此排列的柱子,下雨之后能接多少雨水。


上面是由数组 [0,1,0,2,1,0,1,3,2,1,2,1] 表示的高度图,在这种情况下,可以接 6 个单位的雨水(蓝色部分表示雨水)。

  • 暴力解法
    两次循环
    接雨水的量 = min(maxLeft, maxRight) - height[i]
    外层循环遍历数组
    当前位置为基准点,向左右遍历,找到左右的最大值,取两个最大值的最小值 - 当前高度 即为当前位置可接雨水量

    图解

  • 动态规划
    空间换时间
    先遍历得到左边最大值数组和右边最大值数组
    然后遍历数组进行计算接雨水量
    min(maxLeft, maxRight) - currentHeight

  • 双指针
    头尾指针
    头尾索引位置没有两边的边界,所以无法接雨水,作为左右最大值的初始化值
    left初始化值为1,right初始化值为count-2
    头尾指针向中间靠拢
    判断 maxLeft > maxRight
    计算左边
    判断 leftHeight >= maxLeft
    更新maxLeft
    否则,计算当前索引接雨水量 maxLeft - leftHeight
    最后
    left++
    右边同上

    图解


  • 单调栈
    单调递减栈
    栈中保存索引
    当前索引的值小于栈顶元素的值,入栈
    反之,计算接雨水量

    题解:https://www.jianshu.com/p/4f148c40cb69

84. 柱状图中最大的矩形

给定 n 个非负整数,用来表示柱状图中各个柱子的高度。每个柱子彼此相邻,且宽度为 1 。
求在该柱状图中,能够勾勒出来的矩形的最大面积。


以上是柱状图的示例,其中每个柱子的宽度为 1,给定的高度为 [2,1,5,6,2,3]。


图中阴影部分为所能勾勒出的最大矩形面积,其面积为 10 个单位。

  • 暴力法
    面积 = (right - left) * minHeight(right和left之间)
    计算出所有的柱形之间的面积,取最大值


  • 单调栈
    单调递增栈
    遍历数组元素,>= 栈顶元素,入栈 < 栈顶元素(右边界), 出栈,直到栈顶元素的值 <= 当前值(得到左边界)

    面积 =(right - left + 1) * height[currentIndex]
    最后得到最大面积

    图解

题解: https://www.jianshu.com/p/5cc8f7bcee1f

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