二刷Leetcode-Days10

1. 二叉树

    /**
     * 102. BinaryTree的层序遍历(借助辅助队列实现，递归法pass)
     * @param root
     * @return
     */
    public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
        List<List<Integer>> resList = new ArrayList<>();
        if (root == null) {
            return resList;
        }
        // 利用辅助队列暂存节点
        Queue<TreeNode> que = new LinkedList<>();
        que.offer(root);
        // que不为空说明还没有遍历完整棵二叉树
        while (!que.isEmpty()) {
            // 存储当前出栈的节点，即遍历的当前节点
            List<Integer> itemList = new ArrayList<>();
            // 保存每一层的节点数量，用来确保遍历n层的节点数量
            int len = que.size();
            // 本层是否遍历结束
            while (len > 0) {
                TreeNode tmpNode = que.poll();
                itemList.add(tmpNode.val);
                // 保存当前结点的左子树
                if (tmpNode.left != null) {
                    que.offer(tmpNode.left);
                }
                // 保存当前节点右子树
                if (tmpNode.right != null) {
                    que.offer(tmpNode.right);
                }
                len--;
            }
            resList.add(itemList);
        }
        return resList;
    }

2. 回溯算法

    /**
     * 40. 组合总和 II
     * @param candidates
     * @param target
     * @return
     */
    public List<List<Integer>> combinationSum2(int[] candidates, int target) {
        // 为了将重复的数字都放到一起，所以先进行排序
        Arrays.sort(candidates);
        // 加标志数组，用来辅助判断同层节点是否已经遍历
        boolean[] used = new boolean[candidates.length];
        combinationSum2Backtracking(candidates, target, 0, used);
        return result;
    }

    public void combinationSum2Backtracking(int[] candidates, int target, int startIndex, boolean[] used) {
        if (target == 0) {
            result.add(new ArrayList<>(path));
            return;
        }
        for (int i = startIndex; i < candidates.length; i++) {
            // 出现重复节点，同层的第一个节点已经被访问过，所以直接跳过
            if (i > 0 && candidates[i] == candidates[i - 1] && !used[i - 1]) {
                continue;
            }
            // 剪枝
            if (target - candidates[i] < 0 ) {
                break;
            }
            used[i] = true;
            path.add(candidates[i]);
            // 每个节点仅能选择一次，所以从下一位开始
            combinationSum2Backtracking(candidates, target - candidates[i], i + 1, used);
            used[i] = false;
            path.removeLast();
        }
    }

    /**
     * 39. 组合总和
     * @param candidates
     * @param target
     * @return
     */
    public List<List<Integer>> combinationSum(int[] candidates, int target) {
        // 对candidates便于后面剪枝处理
        Arrays.sort(candidates);
        // 一个集合来求组合的话，就需要startIndex；对个集合取组合，且互不影响，则不需要；
        combinationSumBacktracking(candidates, target, 0);
        return result;
    }

    public void combinationSumBacktracking(int[] candidates, int target, int index) {
        if (target == 0) {
            result.add(new ArrayList<>(path));
            return;
        }
        for (int i = index; i < candidates.length; i++) {
            // 剪枝，排过序，当前值不行，则后面所有值必定不行
            if (target - candidates[i] < 0) {
                break;
            }
            path.add(candidates[i]);
            combinationSumBacktracking(candidates, target - candidates[i], i);
            path.removeLast();
        }
    }

    /**
     * 17. 电话号码的字母组合
     * @param digits
     * @return
     */
    public List<String> letterCombinations(String digits) {
        if (digits != null && digits.length() > 0) {
            // 初始对应所有的数字，为了直接对应2-9，新增了两个无效的字符串""
            String[] numString = {"", "", "abc", "def", "ghi", "jkl", "mno", "pqrs", "tuv", "wxyz"};
            // 迭代处理
            letterCombinationsBacktracking(digits, numString, 0);
        }
        return restltString;
    }
    // 每次迭代获取一个字符串，所以会设计大量的字符串拼接，所以这里选择更为高效的 StringBuild
    StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
    public void letterCombinationsBacktracking(String digits, String[] numString, Integer index) {
        // 遍历全部一次记录一次得到的字符串
        if (index == digits.length()) {
            restltString.add(stringBuilder.toString());
            return;
        }
        // str 表示当前num对应的字符串
        String str = numString[digits.charAt(index) - '0'];
        for (int i = 0; i < str.length(); i++) {
            stringBuilder.append(str.charAt(i));
            letterCombinationsBacktracking(digits, numString, index + 1);
            // 回滚
            stringBuilder.deleteCharAt(stringBuilder.length() - 1);
        }
    }