java实现《剑指offer》（一）1~10

每段代码都是在牛客网在线编程通过后，然后拷过来的，准确性可以保证。

1、二维数组中的查找

在一个二维数组中，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）

 public class Solution {
     public boolean Find(int[][] array, int target) {
         int len = array.length - 1;
         int i = 0;
         while ((len >= 0) && (i < array[0].length)) {
             if (array[len][i] > target) {
                 len--;
             } else if (array[len][i] < target) {
                 i++;
             } else {
                 return true;
             }
         }
         return false;
     }
 }  

（2）

 public class Solution {
     public boolean Find(int[][] array, int target) {
         int len = array.length - 1;
         int i = 0;
         while ((len >= 0) && (i < array[0].length)) {
             if (array[len][i] > target) {
                 len–;
             } else if (array[len][i] < target) {
                 i++;
             } else {
                 return true;
             }
         }
         return false;
     }
 }  

2、替换空格

请实现一个函数，将一个字符串中的空格替换成“%20”。例如，当字符串为We Are Happy.则经过替换之后的字符串为We%20Are%20Happy。请实现一个函数，将一个字符串中的空格替换成“%20”。例如，当字符串为We Are Happy.则经过替换之后的字符串为We%20Are%20Happy。

（1）

 public class Solution {
     public String replaceSpace(StringBuffer str) {
         int spaceNum = 0;
         for(int i=0; i<str.length(); i++){
             if(str.charAt(i)==' '){
                 spaceNum++;
             }
         }

         int indexOld = str.length() - 1;
         int newLength = str.length() + 2*spaceNum;
         int indexNew = newLength - 1;
         str.setLength(newLength);
         for(; indexOld>=0 && indexOld<newLength; indexOld--){
             if(str.charAt(indexOld)==' '){
                 str.setCharAt(indexNew--,'0');
                 str.setCharAt(indexNew--,'2');
                 str.setCharAt(indexNew--,'%');
             }else{
                 str.setCharAt(indexNew--, str.charAt(indexOld));
             }
         }
         return str.toString();
     }
 }

（2）

 public class Solution {
     public String replaceSpace(StringBuffer str) {
         if(str==null) {
             return null;
         }

         int spaceNum = 0;
         int length = str.length();
         int newLength = 0;
         for(int i=0; i<length; i++) {
             if(str.charAt(i)==' ') {
                 spaceNum++;
             }
         }

         newLength = length + 2*spaceNum;
         char[] newChars = new char[newLength];
         int index = newLength - 1;
         for(int i=length-1; i>=0; i--) {
             if(str.charAt(i)==' ') {
                 newChars[index--] = '0';
                 newChars[index--] = '2';
                 newChars[index--] = '%';
             }else {
                 newChars[index--] =  str.charAt(i);
             }
         }
         return new String(newChars);
     }
 }

（3）

 public class Solution {
     public String replaceSpace(StringBuffer str) {
         if(str == null){
             return null;
         }

         int spaceNum = 0;
         int length = str.length();
         int newLength = 0;
         for(int i=0; i<length; i++){
             if(str.charAt(i)==' '){
                 spaceNum++;
             }
         }

         newLength = length + 2*spaceNum;
         char[] newChars = new char[newLength];
         int index = newLength - 1;
         for(int i=length-1; i>=0; i--){
             if(str.charAt(i)==' '){
                 newChars[index--] = '0';
                 newChars[index--] = '2';
                 newChars[index--] = '%';
             }else{
                 newChars[index--] = str.charAt(i);
             }
         }
         return new String(newChars);
     }
 }

（4）

 public class Solution {
     public String replaceSpace(StringBuffer str) {
         StringBuffer sb = new StringBuffer();
         for(int i=0; i<str.length(); i++){
             if(str.charAt(i)==' '){
                 sb.append("%20");
             }else{
                 sb.append(str.charAt(i));
             }
         }
         return sb.toString();
     }
 }

3、从尾到头打印链表

输入一个链表，从尾到头打印链表每个节点的值。

链表结点定义：

/**
*    public class ListNode {
*        int val;
*        ListNode next = null;
*
*        ListNode(int val) {
*            this.val = val;
*        }
*    }

（1）常规栈实现

 import java.util.ArrayList;
 import java.util.Stack;
 public class Solution {
     public ArrayList<Integer> printListFromTailToHead(ListNode listNode) {
         Stack<Integer> stack = new Stack<>();
         while(listNode != null){
             stack.push(listNode.val);
             listNode = listNode.next;
         }
         ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
         while(!stack.isEmpty()){
             list.add(stack.pop());
         }
         return list;
     }
 }

（2）使用递归实现

 import java.util.ArrayList;
 public class Solution {
     ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<>();
     public ArrayList<Integer> printListFromTailToHead(ListNode listNode) {
         if(listNode != null){
             printListFromTailToHead(listNode.next);
             arrayList.add(listNode.val);
         }
         return arrayList;
     }
 }

4、重建二叉树

输入某二叉树的前序遍历和中序遍历的结果，请重建出该二叉树。假设输入的前序遍历和中序遍历的结果中都不含重复的数字。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}，则重建二叉树并返回。

二叉树结构是这样的：

二叉树结点定义：

/**
 * Definition for binary tree
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode(int x) { val = x; }
 * }
 */

（1）

 public class Solution {
     public TreeNode reConstructBinaryTree(int[] pre,int[] in) {
         TreeNode root = reConstructBinaryTree(pre, 0, pre.length-1,
                                                in, 0, in.length-1);
         //返回根节点
         return root;
     }

     private TreeNode reConstructBinaryTree(int[] pre, int  startPre, int endPre,
                                           int[] in, int startIn, int endIn){
         //该节点没有左子树或右子树
         if(startPre > endPre||startIn > endIn)
             return null;
         //新建一个二叉树节点，并将值存进去
         TreeNode node = new TreeNode(pre[startPre]);
         //对该node结点的左右结点赋值
         for(int i=startIn; i<=endIn; i++){
             //从中序遍历中得到根节点在数组中的下标，下标左边是左子树的数，下标右边是右子树的，对左右子树进行递归，感觉有点像二分查找。
             if(pre[startPre]==in[i]){
                 //父节点的左子树，   i-startIn是节点pre[startPer]的左子树节点共有多少个，然后加上startPre就是pre数组中pre[startPre]的左子树所有结点在先序遍历序列中最后一个下标。
                 node.left = reConstructBinaryTree(pre, startPre+1, startPre+i-startIn,
                                                  in, startIn, i-1);
                 //父节点的右子树
                 node.right = reConstructBinaryTree(pre, i-startIn+startPre+1, endPre,
                                                   in, i+1, endIn);
             }
         }
         return node;
     }
 }

5、用两个栈实现队列

用两个栈来实现一个队列，完成队列的Push和Pop操作。 队列中的元素为int类型。
（1）

 import java.util.Stack;

 public class Solution {
     Stack<Integer> stack1 = new Stack<Integer>();
     Stack<Integer> stack2 = new Stack<Integer>();

     public void push(int node) {
         stack1.push(node);
     }
10　　//这里用栈stack1表示队尾，用来入队，栈stack2表队首，用来出队
     public int pop() {
     if(stack1.empty() && stack2.empty())
         throw new RuntimeException("Queue is empty!");
     if(stack2.empty())
         while(!stack1.empty())
             stack2.push(stack1.pop());
      return stack2.pop();
     }
 }

6、旋转数组的最小数字

把一个数组最开始的若干个元素搬到数组的末尾，我们称之为数组的旋转。 输入一个非递减排序的数组的一个旋转，输出旋转数组的最小元素。 例如数组{3,4,5,1,2}为{1,2,3,4,5}的一个旋转，该数组的最小值为1。 NOTE：给出的所有元素都大于0，若数组大小为0，请返回0。

（1）

 import java.util.ArrayList;
 public class Solution {
     public int minNumberInRotateArray(int [] array) {
         if(array.length==0)
             return 0;
         for(int i=0; i<array.length; i++)
             if(array[i]>array[i+1])
                 return array[i+1];
         //数组长度为0
         return 0;
     }
 }

（2）基于二分法实现

 import java.util.ArrayList;
 public class Solution {
     public int minNumberInRotateArray(int [] array) {
         if(array==null || array.length==0)
             return 0;
         int low = 0;
         int high = array.length-1;
         while(low<high){
             int mid = low+(high-low)/2;
             if(array[mid]>array[high]){
                 low = mid+1;
             }else if(array[mid] == array[high]){
                 high = high-1;
             }else{
                 high = mid;
             }
         }
         return array[low];
     }
 }

7、斐波那契数列

大家都知道斐波那契数列，现在要求输入一个整数n，请你输出斐波那契数列的第n项。n<=39

（补充：斐波那契数列指的是这样一个数列 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21等，从第三项开始，每项都是前两项的和）

（1）

 public class Solution {
     public int Fibonacci(int n) {
         int value = 1;
         int pre = 1;
         int next = 1;
         int num = 3;
         if(n<=0) return 0;
         if(n==1 || n==2) return value;
         while(n >= num){
             value = pre+next;
             pre = next;
             next = value;
             num++;
         }
         return value;
     }
 }

8、跳台阶

一只青蛙一次可以跳上1级台阶，也可以跳上2级。求该青蛙跳上一个n级的台阶总共有多少种跳法。

（1）递归实现

 public class Solution {
     public int JumpFloor(int target) {
         int result = 0;
         if(target > 0){
             if(target <= 2){
                 return target;
             }else{
                 return result = JumpFloor(target-1)+
                     JumpFloor(target-2);
             }
         }
         return result;
     }
 }

（2）

 public class Solution {
     public int JumpFloor(int target) {
         int fir = 1;
         int sec = 2;
         int race = 0;
         if(target <= 0)
             return 0;
         if(target == 1)
             return 1;
         if(target == 2)
             return 2;
         for(int i=3; i<=target; i++){
             race = fir+sec;
             fir = sec;
             sec = race;
         }
         return race;
     }
 }

9、变态跳台阶

一只青蛙一次可以跳上1级台阶，也可以跳上2级……它也可以跳上n级。求该青蛙跳上一个n级的台阶总共有多少种跳法。

（1）2^(n-1)使用左移运算符计算

 public class Solution {
     public int JumpFloorII(int target) {
         return 1<<--target;
     }
 }

（2）递归方式

 public class Solution {
     public int JumpFloorII(int target) {
       if(target<0){
           return 0;
       }else if(target==1){
           return 1;
       }else{
           return 2*JumpFloorII(target-1);
       }
     }
 }

（3）循环方式

 public class Solution {
     public int JumpFloorII(int target) {
         int jumpFloor = 1;
         while(--target>0){
             jumpFloor *=2;
         }
         return jumpFloor;
     }
 }

10、矩形覆盖

我们可以用2*1的小矩形横着或者竖着去覆盖更大的矩形。请问用n个2*1的小矩形无重叠地覆盖一个2*n的大矩形，总共有多少种方法？
（1）

 public class Solution {
     public int RectCover(int target) {
         if(target<=0) return 0;
         if(target==1) return 1;
         if(target==2) return 2;
         else
             return RectCover(target-1)+RectCover(target-2);
     }
 }