《Leetcode》-面试题-hot100-技巧
题目列表
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136. 只出现一次的数字 简单难度 leetcode链接
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169. 多数元素 简单难度 leetcode链接
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75. 颜色分类 中等难度 leetcode链接
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31. 下一个排列 中等难度 leetcode链接
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287. 寻找重复数 中等难度 leetcode链接
题目
（1）只出现一次的数字
题目
给你一个 非空 整数数组 nums ，除了某个元素只出现一次以外，其余每个元素均出现两次。找出那个只出现了一次的元素。
你必须设计并实现线性时间复杂度的算法来解决此问题，且该算法只使用常量额外空间。
示例 1 ：
输入：nums = [2,2,1]
输出：1
示例 2 ：
输入：nums = [4,1,2,1,2]
输出：4
示例 3 ：
输入：nums = [1]
输出：1
提示：
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1 <= nums.length <= 3 * 10(4) -
-3 * 10(4) <= nums[i] <= 3 * 10(4) -
除了某个元素只出现一次以外，其余每个元素均出现两次。
思路
# 时间复杂度 O(N) ： 线性遍历 nums 使用 O(N) 时间，异或操作使用 O(1) 时间。
# 空间复杂度 O(1) ： 辅助变量 a , b , x , y 使用常数大小额外空间。
class Solution:def singleNumber(self, nums: List[int]) -> List[int]:x = 0for num in nums: # 1. 遍历 nums 执行异或运算x ^= num return x; # 2. 返回出现一次的数字 x（2）多数元素
题目
给定一个大小为 n 的数组 nums ，返回其中的多数元素。多数元素是指在数组中出现次数 大于 ⌊ n/2 ⌋ 的元素。
你可以假设数组是非空的，并且给定的数组总是存在多数元素。
示例 1：
输入：nums = [3,2,3] 输出：3
示例 2：
输入：nums = [2,2,1,1,1,2,2] 输出：2
提示：
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n == nums.length -
1 <= n <= 5 * 10(4) -
-10(9) <= nums[i] <= 10(9)
进阶：尝试设计时间复杂度为 O(n)、空间复杂度为 O(1) 的算法解决此问题。
思路
class Solution:def majorityElement(self, nums: List[int]) -> int:counts = collections.Counter(nums)return max(counts.keys(), key=counts.get)# 哈希表：
## 时间复杂度: O(n)，其中 n 是数组 nums 的长度。
## 空间复杂度: O(n)
# 链接：https://leetcode.cn/problems/majority-element/solutions/（3）颜色分类
题目
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 sort 函数的情况下解决这个问题。
示例 1：
输入：nums = [2,0,2,1,1,0] 输出：[0,0,1,1,2,2]
示例 2：
输入：nums = [2,0,1] 输出：[0,1,2]
提示：
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n == nums.length -
1 <= n <= 300 -
nums[i]为0、1或2
进阶：
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你能想出一个仅使用常数空间的一趟扫描算法吗？
思路
# 时间复杂度：O(n)，其中 n 是 nums 的长度。
# 空间复杂度：O(1)。
class Solution:def sortColors(self, nums: List[int]) -> None:p0 = p1 = 0for i, x in enumerate(nums):nums[i] = 2if x <= 1:nums[p1] = 1p1 += 1if x == 0:nums[p0] = 0p0 += 1# 链接：https://leetcode.cn/problems/sort-colors/solutions/3679069/on-cha-ru-pai-xu-jian-ji-xie-fa-pythonja-zk60/（4）下一个排列
题目
整数数组的一个 排列 就是将其所有成员以序列或线性顺序排列。
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例如，
arr = [1,2,3]，以下这些都可以视作arr的排列：[1,2,3]、[1,3,2]、[3,1,2]、[2,3,1]。
整数数组的 下一个排列 是指其整数的下一个字典序更大的排列。更正式地，如果数组的所有排列根据其字典顺序从小到大排列在一个容器中，那么数组的 下一个排列 就是在这个有序容器中排在它后面的那个排列。如果不存在下一个更大的排列，那么这个数组必须重排为字典序最小的排列（即，其元素按升序排列）。
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例如，
arr = [1,2,3]的下一个排列是[1,3,2]。 -
类似地，
arr = [2,3,1]的下一个排列是[3,1,2]。 -
而
arr = [3,2,1]的下一个排列是[1,2,3]，因为[3,2,1]不存在一个字典序更大的排列。
给你一个整数数组 nums ，找出 nums 的下一个排列。
必须 原地 修改，只允许使用额外常数空间。
示例 1：
输入：nums = [1,2,3] 输出：[1,3,2]
示例 2：
输入：nums = [3,2,1] 输出：[1,2,3]
示例 3：
输入：nums = [1,1,5] 输出：[1,5,1]
提示：
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1 <= nums.length <= 100 -
0 <= nums[i] <= 100
思路
class Solution:def nextPermutation(self, nums: List[int]) -> None:n = len(nums)# 第一步：从右向左找到第一个小于右侧相邻数字的数 nums[i]i = n - 2while i >= 0 and nums[i] >= nums[i + 1]:i -= 1# 如果找到了，进入第二步；否则跳过第二步，反转整个数组if i >= 0:# 第二步：从右向左找到 nums[i] 右边最小的大于 nums[i] 的数 nums[j]j = n - 1while nums[j] <= nums[i]:j -= 1# 交换 nums[i] 和 nums[j]nums[i], nums[j] = nums[j], nums[i]# 第三步：反转 nums[i+1:]（如果上面跳过第二步，此时 i = -1）# nums[i+1:] = nums[i+1:][::-1] 这样写也可以，但空间复杂度不是 O(1) 的left, right = i + 1, n - 1while left < right:nums[left], nums[right] = nums[right], nums[left]left += 1right -= 1# 链接：https://leetcode.cn/problems/next-permutation/solutions/3621022/jiao-ni-cong-ling-kai-shi-si-kao-zhe-ti-9qfrq/（5）寻找重复数
题目
给定一个包含 n + 1 个整数的数组 nums ，其数字都在 [1, n] 范围内（包括 1 和 n），可知至少存在一个重复的整数。
假设 nums 只有 一个重复的整数 ，返回 这个重复的数 。
你设计的解决方案必须 不修改 数组 nums 且只用常量级 O(1) 的额外空间。
示例 1：
输入：nums = [1,3,4,2,2] 输出：2
示例 2：
输入：nums = [3,1,3,4,2] 输出：3
示例 3 :
输入：nums = [3,3,3,3,3] 输出：3
提示：
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1 <= n <= 10(5) -
nums.length == n + 1 -
1 <= nums[i] <= n -
nums中 只有一个整数 出现 两次或多次 ，其余整数均只出现 一次
进阶：
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如何证明
nums中至少存在一个重复的数字? -
你可以设计一个线性级时间复杂度
O(n)的解决方案吗？
思路
# 时间复杂度：O(NlogN)，二分法的时间复杂度为 O(logN)，在二分法的内部，执行了一次 for 循环，时间复杂度为 O(N)，故时间复杂度为 O(NlogN)。
# 空间复杂度：O(1)，使用了一个 cnt 变量，因此空间复杂度为 O(1)。
# 链接：https://leetcode.cn/problems/find-the-duplicate-number/solutions/7038/er-fen-fa-si-lu-ji-dai-ma-python-by-liweiwei1419/class Solution:def findDuplicate(self, nums):""":type nums: List[int]:rtype: int"""low, high = 1, len(nums)-1while low < high:mid = (high+low)//2count = sum(num <= mid for num in nums)if count <= mid:low = mid+1else:high = midreturn low