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剑指offer——Python解

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剑指offer——Python解

JZ4 二维数组中的查找 描述

在一个二维数组array中(每个一维数组的长度相同),每一行都按照从左到右递增的顺序排序,每一列都按照从上到下递增的顺序排序。请完成一个函数,输入这样的一个二维数组和一个整数,判断数组中是否含有该整数。

[[1,2,8,9],
[2,4,9,12],
[4,7,10,13],
[6,8,11,15]]

给定 target = 7,返回 true。

给定 target = 3,返回 false。

数据范围:矩阵的长宽满足 0 le n,m le 5000≤n,m≤500 , 矩阵中的值满足 0 le val le 10^90≤val≤109
进阶:空间复杂度 O(1)O(1) ,时间复杂度 O(n+m)O(n+m)


看四个角,左上与右下必定为最小值与最大值,而左下与右上就有规律了:左下元素大于它上方的元素,小于它右方的元素,右上元素与之相反。既然左下角元素有这么一种规律,相当于将要查找的部分分成了一个大区间和小区间,每次与左下角元素比较,我们就知道目标值应该在哪部分中,于是可以利用分治思维来做。但是我们这样就没有利用到矩阵内部的行列都是有序这个性质,我们再来找找规律:

具体做法:

  • step 1:首先获取矩阵的两个边长,判断特殊情况。
  • step 2:首先以左下角为起点,若是它小于目标元素,则往右移动去找大的,若是他大于目标元素,则往上移动去找小的。
  • step 3:若是移动到了矩阵边界也没找到,说明矩阵中不存在目标值。
class Solution:
    def Find(self , target: int, array: List[List[int]]) -> bool:
        # 优先判断特殊
        if len(array) == 0: 
            return False
        n = len(array)
        if len(array[0]) == 0:
            return False
        m = len(array[0])
        i = n-1
        j = 0
        # 从最左下角的元素开始往左或往上
        while i >=0 and j < m: 
            # 元素较大,往上走
            if array[i][j] > target: 
                i -= 1
            # 元素较小,往右走
            elif array[i][j] < target: 
                j += 1
            else:
                return True
        return False

JZ7重建二叉树 描述

给定节点数为 n 的二叉树的前序遍历和中序遍历结果,请重建出该二叉树并返回它的头结点。

例如输入前序遍历序列{1,2,4,7,3,5,6,8}和中序遍历序列{4,7,2,1,5,3,8,6},则重建出如下图所示。

提示:

1.vin.length == pre.length

2.pre 和 vin 均无重复元素

3.vin出现的元素均出现在 pre里

4.只需要返回根结点,系统会自动输出整颗树做答案对比

数据范围:n le 2000n≤2000,节点的值 -10000 le val le 10000−10000≤val≤10000

要求:空间复杂度 O(n)O(n),时间复杂度 O(n)O(n)

 

对于二叉树的前序遍历,我们知道序列的第一个元素必定是根节点的值,因为序列没有重复的元素,因此中序遍历中可以找到相同的这个元素,而我们又知道中序遍历中根节点将二叉树分成了左右子树两个部分,如下图所示:

我们可以发现,数字1是根节点,并将二叉树分成了(247)和(3568)两棵子树,而子树的的根也是相应前序序列的首位,比如左子树的根是数字2,右子树的根是数字3,这样我们就可以利用前序遍历序列找子树的根节点,利用中序遍历序列区分每个子树的节点数。

具体做法:

  • step 1:先根据前序遍历第一个点建立根节点。
  • step 2:然后遍历中序遍历找到根节点在数组中的位置。
  • step 3:再按照子树的节点数将两个遍历的序列分割成子数组,将子数组送入函数建立子树。
  • step 4:直到子树的序列长度为0,结束递归。
class Solution:
    def reConstructBinaryTree(self , pre: List[int], vin: List[int]) -> TreeNode:
        n = len(pre)
        m = len(vin)
        # 每个遍历都不能为0
        if n == 0 or m == 0: 
            return None
        # 构建根节点
        root = TreeNode(pre[0]) 
        for i in range(len(vin)):
            # 找到中序遍历中的前序第一个元素
            if pre[0] == vin[i]: 
                # 左子树的前序遍历
                leftpre = pre[1:i+1] 
                # 左子树的中序遍历
                leftvin = vin[:i] 
                # 构建左子树
                root.left = self.reConstructBinaryTree(leftpre, leftvin) 
                # 右子树的前序遍历
                rightpre = pre[i+1:] 
                # 右子树的中序遍历
                rightvin = vin[i+1:] 
                # 构建右子树
                root.right = self.reConstructBinaryTree(rightpre, rightvin) 
                break
        return root

 

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