【Leetcode】随笔 - 实践

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题目一：颜色分类（LeetCode 75）

题目分析：

给定一个包含红色、白色和蓝色、共 n 个元素的数组 nums ，原地对它们进行排序，使得相同颜色的元素相邻，并按照红色、白色、蓝色顺序排列。我们使用整数 0、1 和 2 分别表示红色、白色和蓝色。必须在不使用库内置的排序函数的情况下解决这个问题。例如：输入nums = [2,0,2,1,1,0]，输出[0,0,1,1,2,2]；输入nums = [2,0,1]，输出[0,1,2]。

解题思路：

三指针法：通过三个指针分别追踪0的右边界、当前元素和2的左边界，一次遍历完成排序。
核心步骤：

  1. 初始化指针：p0（0的右边界，初始为0）、current（当前元素，初始为0）、p2（2的左边界，初始为n-1）。
  2. 遍历数组，当current <= p2时：
    • 若nums[current] == 0，交换nums[current]和nums[p0]，p0和current右移。
    • 若nums[current] == 2，交换nums[current]和nums[p2]，p2左移（current不右移，因为交换过来的元素需重新判断）。
    • 若nums[current] == 1，current直接右移。
  3. 遍历结束后，数组已按0、1、2排序。

示例代码：

def sortColors(nums):
n = len(nums)
p0 = current = 0
p2 = n - 1
while current <= p2:
if nums[current] == 0:
# 交换当前元素和p0位置的元素
nums[current], nums[p0] = nums[p0], nums[current]
p0 += 1
current += 1
elif nums[current] == 2:
# 交换当前元素和p2位置的元素
nums[current], nums[p2] = nums[p2], nums[current]
p2 -= 1
else:
# 当前元素是1，直接后移
current += 1
# 测试示例
nums1 = [2,0,2,1,1,0]
sortColors(nums1)
print("排序后数组1：", nums1) # 输出：[0,0,1,1,2,2]
nums2 = [2,0,1]
sortColors(nums2)
print("排序后数组2：", nums2) # 输出：[0,1,2]

代码解析：

三指针分工明确：p0左侧全为0，p2右侧全为1，p0到current之间全为1，current到p2之间是待处理元素。
通过一次遍历完成排序，时间复杂度为O(n)，空间复杂度为O(1)（原地排序）。
交换0时current右移是因为交换过来的元素只能是1（p0到current之间已确认是1），而交换2时current不右移是因为交换过来的元素可能是0或1，需要重新判断。

题目二：字符串解码（LeetCode 394）

题目分析：

给定一个经过编码的字符串，返回它解码后的字符串。编码规则为: k[encoded_string]，表示其中方括号内部的 encoded_string 正好重复 k 次。注意 k 保证为正整数。例如：输入s = “3[a]2[bc]”，输出"aaabcbc"；输入s = “3[a2[c]]”，输出"accaccacc"；输入s = “2[abc]3[cd]ef”，输出"abcabccdcdcdef"。

解题思路：

栈：利用栈存储数字和字符串，遇到右括号时弹出栈顶的字符串和数字，进行解码并与栈顶剩余字符串拼接。
核心步骤：

  1. 初始化栈、当前数字（num）和当前字符串（current_str）。
  2. 遍历字符串的每个字符：
    • 若为数字，更新num（可能是多位数）。
    • 若为左括号，将num和current_str入栈，重置num和current_str。
    • 若为右括号，弹出栈顶的prev_str和prev_num，更新current_str = prev_str + current_str * prev_num。
    • 若为字母，直接拼接到current_str。
  3. 遍历结束后，current_str即为解码结果。

示例代码：

def decodeString(s):
stack = []
current_str = ""
num = 0
for char in s:
if char.isdigit():
# 处理多位数（如"123"）
num = num * 10 + int(char)
elif char == '[':
# 入栈并重置
stack.append((current_str, num))
current_str = ""
num = 0
elif char == ']':
# 出栈并拼接
prev_str, prev_num = stack.pop()
current_str = prev_str + current_str * prev_num
else:
# 字母直接拼接
current_str += char
return current_str
# 测试示例
s1 = "3[a]2[bc]"
print("解码后字符串1：", decodeString(s1)) # 输出："aaabcbc"
s2 = "3[a2[c]]"
print("解码后字符串2：", decodeString(s2)) # 输出："accaccacc"
s3 = "2[abc]3[cd]ef"
print("解码后字符串3：", decodeString(s3)) # 输出："abcabccdcdcdef"

代码解析：

栈的作用是保存左括号前的字符串和数字，当遇到右括号时，通过弹出栈顶元素实现嵌套解码（如"3[a2[c]]“先解码"2[c]“得到"cc”，再解码"3[acc]”）。
处理多位数时通过num = num * 10 + int(char)实现（如"123"拆分为1→12→123）。
时间复杂度为O(n)（n为解码后字符串的长度，每个字符处理一次），空间复杂度为O(n)（栈存储的字符总数）。

题目三：最长回文子串（LeetCode 5）

题目分析：

给你一个字符串 s，找到 s 中最长的回文子串。如果字符串的反序与原始字符串相同，则该字符串称为回文字符串。例如：输入s = “babad”，输出"bab"或"aba"；输入s = “cbbd”，输出"bb"。

解题思路：

中心扩展法：回文串围绕中心对称（奇数长度中心是字符，偶数长度中心是两个字符之间），通过遍历每个可能的中心，向两侧扩展寻找最长回文子串。
核心步骤：

  1. 定义辅助函数expand(left, right)，返回以left和right为中心的最长回文子串的长度。
  2. 遍历字符串的每个索引，分别以该索引（奇数长度）和该索引与下一个索引（偶数长度）为中心，调用expand函数。
  3. 记录最长回文子串的起始和结束索引，最终返回该子串。

示例代码：

def longestPalindrome(s):
if not s:
return ""
start = end = 0
def expand(left, right):
# 向两侧扩展，直到不满足回文条件
while left >= 0 and right <
len(s) and s[left] == s[right]:
left -= 1
right += 1
# 返回最长回文子串的长度（right - left - 1）
return right - left - 1
for i in range(len(s)):
# 奇数长度回文串（中心为i）
len1 = expand(i, i)
# 偶数长度回文串（中心为i和i+1）
len2 = expand(i, i + 1)
# 取最大长度
max_len = max(len1, len2)
# 更新最长回文子串的起始和结束索引
if max_len > end - start:
start = i - (max_len - 1) // 2
end = i + max_len // 2
return s[start:end + 1]
# 测试示例
s1 = "babad"
print("最长回文子串1：", longestPalindrome(s1)) # 输出："bab"或"aba"
s2 = "cbbd"
print("最长回文子串2：", longestPalindrome(s2)) # 输出："bb"

代码解析：

辅助函数expand通过向两侧扩展，找到以left和right为中心的最长回文串长度，返回值为right - left - 1（因为退出循环时left和right已超出有效范围）。
遍历每个可能的中心（n个奇数中心和n-1个偶数中心），总时间复杂度为O(n²)，空间复杂度为O(1)（仅使用常数变量）。
相比动态规划，中心扩展法空间更优，且实现简洁，适合解决此类问题。

✨ 这就是今天要分享给大家的全部内容了，我们下期再见！
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posted @ 2025-08-22 08:50  wzzkaifa  阅读(7)  评论(0)    收藏  举报