Задача: 1347. Minimum Number of Steps to Make Two Strings Anagram
Сложность: medium

Даны две строки одинаковой длины s и t. За один шаг вы можете выбрать любой символ строки t и заменить его другим символом.

Вернуть минимальное количество шагов, чтобы сделать t анаграммой строки s.

Анаграмма строки — это строка, которая содержит те же символы в другом (или том же) порядке.

Пример:

Input: s = "bab", t = "aba"
Output: 1
Explanation: Replace the first 'a' in t with b, t = "bba" which is anagram of s.

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Вычислить разницу частот символов в строках t и s, сохраняя результаты в массиве count.

2⃣Подсчитать количество символов, которые нужно заменить в t, добавляя в ans только положительные значения из массива count.

3⃣Вернуть ans как минимальное количество шагов для превращения t в анаграмму строки s.

😎 Решение:

class Solution {
    public int minSteps(String s, String t) {
        int[] count = new int[26];
        
        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            count[t.charAt(i) - 'a']++;
            count[s.charAt(i) - 'a']--;
        }

        int ans = 0;
        for (int i = 0; i < 26; i++) {
            ans += Math.max(0, count[i]);
        }

        return ans;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 230. Kth Smallest Element in a BST
Сложность: medium

Дан корень бинарного дерева поиска и целое число k. Верните k-ое по величине значение (нумерация с 1) среди всех значений узлов в дереве.

Пример:

Input: root = [3,1,4,null,2], k = 1
Output: 1

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Инициализация стека и обход в глубину: Инициализируйте стек для хранения узлов дерева. Начните обход дерева в глубину, начиная с корня, и перемещайтесь влево, добавляя каждый узел в стек, пока не достигнете самого левого узла.

2⃣Извлечение узлов и проверка: Когда достигнете самого левого узла, извлеките узел из стека и уменьшите значение k на 1. Если k становится равным нулю, верните значение текущего узла, так как это и есть k-ое по величине значение.

3⃣Переход к правому поддереву: Если k не равен нулю, переместитесь к правому поддереву текущего узла и продолжайте обход, повторяя шаги 1 и 2, пока не найдете k-ое по величине значение.

😎 Решение:

class Solution {
  public int kthSmallest(TreeNode root, int k) {
    LinkedList<TreeNode> stack = new LinkedList<>();
    
    while (true) {
      while (root != null) {
        stack.push(root);
        root = root.left;
      }
      root = stack.pop();
      if (--k == 0) return root.val;
      root = root.right;
    }
  }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 373. Find K Pairs with Smallest Sums
Сложность: medium

Вам даны два целочисленных массива nums1 и nums2, отсортированных в неубывающем порядке, и целое число k.

Определим пару (u, v), которая состоит из одного элемента из первого массива и одного элемента из второго массива.

Верните k пар (u1, v1), (u2, v2), ..., (uk, vk) с наименьшими суммами.

Пример:

Input: nums1 = [1,7,11], nums2 = [2,4,6], k = 3
Output: [[1,2],[1,4],[1,6]]
Explanation: The first 3 pairs are returned from the sequence: [1,2],[1,4],[1,6],[7,2],[7,4],[11,2],[7,6],[11,4],[11,6]

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Создайте две целочисленные переменные m и n, инициализируйте их размерами массивов nums1 и nums2 соответственно. Создайте список ans для хранения пар с наименьшими суммами, которые будут возвращены в качестве ответа. Создайте множество visited для отслеживания просмотренных пар.

2⃣Инициализируйте минимальную кучу minHeap, которая содержит тройки целых чисел: сумму пары, индекс первого элемента пары в nums1 и индекс второго элемента пары в nums2. Вставьте в minHeap первую пару из обоих массивов, т.е. nums1[0] + nums2[0], 0, 0, и добавьте пару (0, 0) в visited.

3⃣Повторяйте до получения k пар и пока minHeap не пуст:
Извлеките верхний элемент из minHeap и установите i = top[1] и j = top[2].
Добавьте пару (nums1[i], nums2[j]) в ans.
Если i + 1 < m и пары (i + 1, j) нет в visited, добавьте новую пару nums1[i + 1] + nums2[j], i + 1, j в minHeap.
Если j + 1 < n и пары (i, j + 1) нет в visited, добавьте новую пару nums1[i] + nums2[j + 1], i, j + 1 в minHeap.
Верните ans.

😎 Решение:

import java.util.*;

class Solution {
    public List<List<Integer>> kSmallestPairs(int[] nums1, int[] nums2, int k) {
        int m = nums1.length, n = nums2.length;
        List<List<Integer>> ans = new ArrayList<>();
        Set<Pair<Integer, Integer>> visited = new HashSet<>();
        PriorityQueue<Triple> minHeap = new PriorityQueue<>(Comparator.comparingInt(t -> t.sum));
        minHeap.add(new Triple(nums1[0] + nums2[0], 0, 0));
        visited.add(new Pair<>(0, 0));

        while (k-- > 0 && !minHeap.isEmpty()) {
            Triple top = minHeap.poll();
            int i = top.i, j = top.j;
            ans.add(Arrays.asList(nums1[i], nums2[j]));

            if (i + 1 < m && !visited.contains(new Pair<>(i + 1, j))) {
                minHeap.add(new Triple(nums1[i + 1] + nums2[j], i + 1, j));
                visited.add(new Pair<>(i + 1, j));
            }

            if (j + 1 < n && !visited.contains(new Pair<>(i, j + 1))) {
                minHeap.add(new Triple(nums1[i] + nums2[j + 1], i, j + 1));
                visited.add(new Pair<>(i, j + 1));
            }
        }

        return ans;
    }

    class Triple {
        int sum, i, j;
        Triple(int sum, int i, int j) {
            this.sum = sum;
            this.i = i;
            this.j = j;
        }
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 733. Flood Fill
Сложность: easy

Изображение представлено в виде целочисленной сетки m x n, где image[i][j] - значение пикселя изображения. Вам также даны три целых числа sr, sc и color. Вы должны выполнить заливку изображения, начиная с пикселя image[sr][sc]. Чтобы выполнить заливку, рассмотрите начальный пиксель, плюс все пиксели, соединенные по 4-м направлениям с начальным пикселем, того же цвета, что и начальный пиксель, плюс все пиксели, соединенные по 4-м направлениям с этими пикселями (также того же цвета), и так далее. Замените цвет всех вышеупомянутых пикселей на цвет. Верните измененное изображение после выполнения заливки.

Пример:

Input: image = [[1,1,1],[1,1,0],[1,0,1]], sr = 1, sc = 1, color = 2
Output: [[2,2,2],[2,2,0],[2,0,1]]

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Получите цвет начального пикселя.

2⃣Используйте обход в глубину (DFS) или обход в ширину (BFS) для замены цвета всех пикселей, которые соединены с начальным пикселем и имеют тот же цвет.

3⃣Обновите изображение и верните его.

😎 Решение:

public class Solution {
    public int[][] floodFill(int[][] image, int sr, int sc, int color) {
        int originalColor = image[sr][sc];
        if (originalColor == color) {
            return image;
        }
        
        dfs(image, sr, sc, originalColor, color);
        return image;
    }
    
    private void dfs(int[][] image, int x, int y, int originalColor, int newColor) {
        if (x < 0 || x >= image.length || y < 0 || y >= image[0].length || image[x][y] != originalColor) {
            return;
        }
        image[x][y] = newColor;
        dfs(image, x + 1, y, originalColor, newColor);
        dfs(image, x - 1, y, originalColor, newColor);
        dfs(image, x, y + 1, originalColor, newColor);
        dfs(image, x, y - 1, originalColor, newColor);
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 218. The Skyline Problem
Сложность: hard

Горизонт города — это внешний контур силуэта, образованного всеми зданиями в этом городе, когда они видны издалека. Учитывая расположения и высоты всех зданий, верните горизонт, образованный этими зданиями в совокупности.

Геометрическая информация о каждом здании задана в массиве buildings, где buildings[i] = [lefti, righti, heighti]:

lefti — это координата x левого края i-го здания.
righti — это координата x правого края i-го здания.
heighti — это высота i-го здания.
Вы можете предположить, что все здания — это идеальные прямоугольники, стоящие на абсолютно плоской поверхности на высоте 0.

Пример:

Input: buildings = [[2,9,10],[3,7,15],[5,12,12],[15,20,10],[19,24,8]]
Output: [[2,10],[3,15],[7,12],[12,0],[15,10],[20,8],[24,0]]
Explanation:
Figure A shows the buildings of the input.
Figure B shows the skyline formed by those buildings. The red points in figure B represent the key points in the output list.

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Соберите все уникальные позиции для левых и правых краев зданий в массиве buildings и сохраните их в список edgeSet. Инициализируйте хэш-таблицу edgeIndexMap для хранения соответствующих индексов и значений элементов из heights.

2⃣Пройдитесь по всем зданиям в массиве buildings, найдите индексы их левого и правого краев, а также их высоту. Для каждого здания обновите максимальную высоту в диапазоне [leftIndex, rightIndex).

3⃣Пройдитесь по обновленным высотам и добавьте все позиции, где высота меняется, в answer в качестве ключевых точек горизонта. Верните answer как результат.

😎 Решение:

class Solution {
    public List<List<Integer>> getSkyline(int[][] buildings) {
        SortedSet<Integer> edgeSet = new TreeSet<Integer>();
        for (int[] building : buildings) {
            int left = building[0], right = building[1];
            edgeSet.add(left);
            edgeSet.add(right);
        }
        List<Integer> edges = new ArrayList<Integer>(edgeSet);
        
        Map<Integer, Integer> edgeIndexMap = new HashMap<>();
        for (int i = 0; i < edges.size(); ++i) {
            edgeIndexMap.put(edges.get(i), i);
        }

        int[] heights = new int[edges.size()];

        for (int[] building : buildings) {
            int left = building[0], right = building[1], height = building[2];
            int leftIndex = edgeIndexMap.get(left), rightIndex = edgeIndexMap.get(right);
            
            for (int idx = leftIndex; idx < rightIndex; ++idx) {
                heights[idx] = Math.max(heights[idx], height);
            }
        }
        
        List<List<Integer>> answer = new ArrayList<>();

        for (int i = 0; i < heights.length; ++i) {
            int currHeight = heights[i], currPos = edges.get(i);

            if (answer.isEmpty() || answer.get(answer.size() - 1).get(1) != currHeight) {
                answer.add(Arrays.asList(currPos, currHeight));
            }
        }
        return answer;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 1463. Cherry Pickup II
Сложность: hard

Дана матрица grid размером rows x cols, представляющая поле с вишнями, где grid[i][j] обозначает количество вишен, которые можно собрать с клетки (i, j).

У вас есть два робота, которые могут собирать вишни:
Робот №1 находится в левом верхнем углу (0, 0), а
Робот №2 находится в правом верхнем углу (0, cols - 1).

Верните максимальное количество собранных вишен с помощью обоих роботов, следуя приведённым ниже правилам:
Из клетки (i, j) роботы могут перемещаться в клетку (i + 1, j - 1), (i + 1, j) или (i + 1, j + 1).
Когда любой робот проходит через клетку, он подбирает все вишни, и клетка становится пустой.
Когда оба робота находятся в одной клетке, только один из них собирает вишни.
Оба робота не могут выходить за пределы матрицы в любой момент времени.
Оба робота должны достичь нижней строки в матрице grid.

Пример:

Input: grid = [[1,0,0,0,0,0,1],[2,0,0,0,0,3,0],[2,0,9,0,0,0,0],[0,3,0,5,4,0,0],[1,0,2,3,0,0,6]]
Output: 28
Explanation: Path of robot #1 and #2 are described in color green and blue respectively.
Cherries taken by Robot #1, (1 + 9 + 5 + 2) = 17.
Cherries taken by Robot #2, (1 + 3 + 4 + 3) = 11.
Total of cherries: 17 + 11 = 28.

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Определите трехмерный массив dp, где dp[row][col1][col2] представляет максимальное количество вишен, которые можно собрать, если робот 1 находится в (row, col1), а робот 2 находится в (row, col2).

2⃣Итеративно заполните dp, начиная с нижней строки, вычисляя для каждой клетки максимальное количество вишен, которое можно собрать с учетом возможных перемещений роботов.

3⃣Верните dp[0][0][n-1], что представляет максимальное количество вишен, которое можно собрать, начиная с верхнего левого и верхнего правого углов.

😎 Решение:

class Solution {

    public int cherryPickup(int[][] grid) {
        int m = grid.length;
        int n = grid[0].length;
        int dp[][][] = new int[m][n][n];

        for (int row = m - 1; row >= 0; row--) {
            for (int col1 = 0; col1 < n; col1++) {
                for (int col2 = 0; col2 < n; col2++) {
                    int result = 0;
                    result += grid[row][col1];
                    if (col1 != col2) {
                        result += grid[row][col2];
                    }
                    if (row != m - 1) {
                        int max = 0;
                        for (int newCol1 = col1 - 1; newCol1 <= col1 + 1; newCol1++) {
                            for (int newCol2 = col2 - 1; newCol2 <= col2 + 1; newCol2++) {
                                if (newCol1 >= 0 && newCol1 < n && newCol2 >= 0 && newCol2 < n) {
                                    max = Math.max(max, dp[row + 1][newCol1][newCol2]);
                                }
                            }
                        }
                        result += max;
                    }
                    dp[row][col1][col2] = result;
                }
            }
        }
        return dp[0][0][n - 1];
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 140. Break II
Сложность: hard

Дана строка s и словарь строк wordDict. Добавьте пробелы в строку s, чтобы построить предложение, в котором каждое слово является допустимым словом из словаря. Верните все такие возможные предложения в любом порядке.

Обратите внимание, что одно и то же слово из словаря может использоваться несколько раз при разделении.

Пример:

Input: s = "catsanddog", wordDict = ["cat","cats","and","sand","dog"]
Output: ["cats and dog","cat sand dog"]

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Инициализация и начальный вызов:
Преобразуйте массив wordDict в множество wordSet для эффективного поиска.
Инициализируйте пустой массив results для хранения допустимых предложений.
Инициализируйте пустую строку currentSentence для отслеживания конструируемого предложения.
Вызовите функцию backtrack с исходной строкой s, множеством wordSet, текущим предложением currentSentence, массивом результатов results и начальным индексом, установленным в 0 — начало входной строки.
Верните results после завершения работы backtrack.

2⃣Функция backtrack:
Базовый случай: Если startIndex равен длине строки, добавьте currentSentence в results и вернитесь, так как это означает, что currentSentence представляет собой допустимое предложение.
Итерация по возможным значениям endIndex от startIndex + 1 до конца строки.

3⃣Обработка и рекурсия:
Извлеките подстроку word от startIndex до endIndex - 1.
Если word найдено в wordSet:
Сохраните текущее значение currentSentence в originalSentence.
Добавьте word к currentSentence (с пробелом, если это необходимо).
Рекурсивно вызовите backtrack с обновленным currentSentence и endIndex.
Сбросьте currentSentence к его исходному значению (originalSentence) для отката и попробуйте следующий endIndex.
Вернитесь из функции backtrack.

😎 Решение:

class Solution {

    public List<String> wordBreak(String s, List<String> wordDict) {
        Set<String> wordSet = new HashSet<>(wordDict);
        List<String> results = new ArrayList<>();
        backtrack(s, wordSet, new StringBuilder(), results, 0);
        return results;
    }

    private void backtrack(
        String s,
        Set<String> wordSet,
        StringBuilder currentSentence,
        List<String> results,
        int startIndex
    ) {
        if (startIndex == s.length()) {
            results.add(currentSentence.toString().trim());
            return;
        }

        for (int endIndex = startIndex + 1; endIndex <= s.length(); endIndex++) {
            String word = s.substring(startIndex, endIndex);
            if (wordSet.contains(word)) {
                int currentLength = currentSentence.length();
                currentSentence.append(word).append(" ");
                backtrack(s, wordSet, currentSentence, results, endIndex);
                currentSentence.setLength(currentLength);
            }
        }
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 109. Convert Sorted List to Binary Search Tree
Сложность: medium

Дана голова односвязного списка, элементы которого отсортированы в порядке возрастания. Преобразуйте его в сбалансированное по высоте бинарное дерево поиска.

Пример:

Input: head = [-10,-3,0,5,9]
Output: [0,-3,9,-10,null,5]
Explanation: One possible answer is [0,-3,9,-10,null,5], which represents the shown height balanced BST.

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Поскольку нам дан односвязный список, а не массив, у нас нет прямого доступа к элементам списка по индексам. Нам нужно определить средний элемент односвязного списка. Мы можем использовать подход с двумя указателями для нахождения среднего элемента списка. В основном, у нас есть два указателя: slow_ptr и fast_ptr. slow_ptr перемещается на один узел за раз, тогда как fast_ptr перемещается на два узла за раз. К тому времени, как fast_ptr достигнет конца списка, slow_ptr окажется в середине списка. Для списка с четным количеством элементов любой из двух средних элементов может стать корнем BST.

2⃣Как только мы находим средний элемент списка, мы отсоединяем часть списка слева от среднего элемента. Мы делаем это, сохраняя prev_ptr, который указывает на узел перед slow_ptr, т.е. prev_ptr.next = slow_ptr. Для отсоединения левой части мы просто делаем prev_ptr.next = None.

3⃣Для создания сбалансированного по высоте BST нам нужно передать только голову связанного списка в функцию, которая преобразует его в BST. Таким образом, мы рекурсивно работаем с левой половиной списка, передавая оригинальную голову списка, и с правой половиной, передавая slow_ptr.next в качестве головы.

😎 Решение:

class Solution {
    private ListNode findMiddleElement(ListNode head) {
        ListNode prevPtr = null;
        ListNode slowPtr = head;
        ListNode fastPtr = head;

        while (fastPtr != null && fastPtr.next != null) {
            prevPtr = slowPtr;
            slowPtr = slowPtr.next;
            fastPtr = fastPtr.next.next;
        }

        if (prevPtr != null) {
            prevPtr.next = null;
        }

        return slowPtr;
    }

    public TreeNode sortedListToBST(ListNode head) {
        if (head == null) {
            return null;
        }

        ListNode mid = this.findMiddleElement(head);
        TreeNode node = new TreeNode(mid.val);

        if (head == mid) {
            return node;
        }

        node.left = this.sortedListToBST(head);
        node.right = this.sortedListToBST(mid.next);
        return node;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 309. Best Time to Buy and Sell Stock with Cooldown
Сложность: medium

Дан массив prices, где prices[i] — цена данной акции в i-й день.

Найдите максимальную прибыль, которую можно получить. Вы можете совершить любое количество транзакций (т. е. купить и продать одну акцию несколько раз) с следующими ограничениями:

После продажи акции вы не можете покупать акции на следующий день (т. е. необходимо один день подождать).

Пример:

Input: prices = [1]
Output: 0

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Инициализация состояний
Используйте три состояния для отслеживания максимальной прибыли: hold: максимальная прибыль на данный день, если у вас есть акция. sold: максимальная прибыль на данный день, если вы продали акцию. cooldown: максимальная прибыль на данный день, если вы находитесь в периоде ожидания после продажи.

2⃣Обновление состояний
Итерируйте по каждому дню, обновляя состояния: hold: максимальная прибыль, если у вас есть акция на текущий день. sold: максимальная прибыль, если вы продаете акцию на текущий день. cooldown: максимальная прибыль, если вы находитесь в периоде ожидания на текущий день.

3⃣Определение максимальной прибыли
В конце итерации максимальная прибыль будет максимальным значением между состояниями sold и cooldown, так как hold состояние не может быть конечным состоянием для получения максимальной прибыли.

😎 Решение:

public class Solution {
    public int maxProfit(int[] prices) {
        if (prices == null || prices.length == 0) return 0;
        
        int hold = -prices[0];
        int sold = 0;
        int cooldown = 0;
        
        for (int i = 1; i < prices.length; i++) {
            int newHold = Math.max(hold, cooldown - prices[i]);
            int newSold = hold + prices[i];
            int newCooldown = Math.max(cooldown, sold);
            
            hold = newHold;
            sold = newSold;
            cooldown = newCooldown;
        }
        
        return Math.max(sold, cooldown);
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 972. Equal Rational Numbers
Сложность: hard

Даны две строки s и t, каждая из которых представляет собой неотрицательное рациональное число. Вернуть true тогда и только тогда, когда они представляют одно и то же число. Строки могут использовать скобки для обозначения повторяющейся части рационального числа.

Рациональное число может быть представлено с использованием до трех частей: <ЦелаяЧасть>, <НеповторяющаясяЧасть> и <ПовторяющаясяЧасть>. Число будет представлено одним из следующих трех способов:

<ЦелаяЧасть>
Например, 12, 0 и 123.
<ЦелаяЧасть><.><НеповторяющаясяЧасть>
Например, 0.5, 1., 2.12 и 123.0001.
<ЦелаяЧасть><.><НеповторяющаясяЧасть><(><ПовторяющаясяЧасть><)>
Например, 0.1(6), 1.(9), 123.00(1212).
Повторяющаяся часть десятичного разложения обозначается в круглых скобках. Например:

1/6 = 0.16666666... = 0.1(6) = 0.1666(6) = 0.166(66).

Пример:

Input: s = "0.(52)", t = "0.5(25)"
Output: true
Explanation: Because "0.(52)" represents 0.52525252..., and "0.5(25)" represents 0.52525252525..... , the strings represent the same number.

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Преобразование дроби. Определите и изолируйте повторяющуюся часть дроби. Преобразуйте строку, представляющую число, в выражение вида S=x/(10^k-1), где x — повторяющаяся часть, а k — её длина.

2⃣Вычисление геометрической суммы. Преобразуйте повторяющуюся часть в сумму вида S=x*(r/(1-r)), где r = 10^(-k). Найдите значение дроби для повторяющейся части, используя формулу геометрической прогрессии.

3⃣Обработка неповторяющейся части. Определите значение неповторяющейся части дроби как обычное число. Объедините результаты для повторяющейся и неповторяющейся частей для получения итогового значения.

😎 Решение:

class Employee {
    public int id;
    public int importance;
    public List<Integer> subordinates;
}

class Solution {
    Map<Integer, Employee> emap;
    
    public int getImportance(List<Employee> employees, int queryid) {
        emap = new HashMap<>();
        for (Employee e : employees) {
            emap.put(e.id, e);
        }
        return dfs(queryid);
    }
    
    public int dfs(int eid) {
        Employee employee = emap.get(eid);
        int ans = employee.importance;
        for (Integer subid : employee.subordinates) {
            ans += dfs(subid);
        }
        return ans;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 499. The Maze III
Сложность: hard

В лабиринте есть мячик с пустыми пространствами (0) и стенами (1). Мячик может катиться вверх, вниз, влево или вправо, пока не столкнется со стеной, затем выбрать новое направление. В лабиринте также есть отверстие, куда мячик упадет, если закатится в него.

Дан лабиринт размером m x n, позиция мяча ball и отверстия hole, где ball = [ballrow, ballcol] и hole = [holerow, holecol]. Верните строку instructions с кратчайшим путем мячика к отверстию. Если существует несколько вариантов, верните лексикографически минимальный. Если путь невозможен, верните "impossible". Ответ должен содержать 'u' (вверх), 'd' (вниз), 'l' (влево) и 'r' (вправо).
Расстояние — это количество пройденных пустых пространств от начальной позиции (исключительно) до конечной (включительно).

Вы можете предположить, что границы лабиринта — это стены. В примере ниже они не указаны.

Пример:

Input: maze = [[0,0,0,0,0],[1,1,0,0,1],[0,0,0,0,0],[0,1,0,0,1],[0,1,0,0,0]], ball = [4,3], hole = [0,1]
Output: "lul"

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Инициализация и вспомогательные функции
Создайте функцию valid для проверки, находится ли координата (row, col) в пределах лабиринта и является ли она пустым пространством. Создайте функцию getNeighbors для получения списка соседей для данной позиции. Двигайтесь в каждом направлении (вверх, вниз, влево, вправо) до встречи со стеной.

2⃣Запуск алгоритма Дейкстры
Инициализируйте очередь с начальной позицией мяча, где элементы с меньшим расстоянием имеют высокий приоритет, а при равных расстояниях выбирайте минимальную строку пути. Создайте структуру seen для отслеживания посещенных узлов.

3⃣Поиск кратчайшего пути
Пока очередь не пуста, извлекайте узел с наименьшим расстоянием. Если узел посещен, пропустите его. Если это отверстие, верните текущий путь. Отметьте узел как посещенный, добавьте его соседей в очередь, обновив расстояние и путь. Если пути нет, верните "impossible".

😎 Решение:

class State {
    int row, col, dist;
    String path;
    State(int r, int c, int d, String p) { row = r; col = c; dist = d; path = p; }
}

class Solution {
    int[][] directions = {{0, -1}, {-1, 0}, {0, 1}, {1, 0}};
    String[] textDirections = {"l", "u", "r", "d"};
    int m, n;

    public String findShortestWay(int[][] maze, int[] ball, int[] hole) {
        m = maze.length; n = maze[0].length;
        PriorityQueue<State> heap = new PriorityQueue<>((a, b) -> a.dist == b.dist ? a.path.compareTo(b.path) : a.dist - b.dist);
        boolean[][] seen = new boolean[m][n];
        heap.add(new State(ball[0], ball[1], 0, ""));
        
        while (!heap.isEmpty()) {
            State curr = heap.remove();
            if (seen[curr.row][curr.col]) continue;
            if (curr.row == hole[0] && curr.col == hole[1]) return curr.path;
            seen[curr.row][curr.col] = true;
            
            for (State nextState : getNeighbors(curr.row, curr.col, maze, hole)) {
                heap.add(new State(nextState.row, nextState.col, curr.dist + nextState.dist, curr.path + nextState.path));
            }
        }
        return "impossible";
    }
    
    private List<State> getNeighbors(int row, int col, int[][] maze, int[] hole) {
        List<State> neighbors = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 4; i++) {
            int dy = directions[i][0], dx = directions[i][1], dist = 0, currRow = row, currCol = col;
            String direction = textDirections[i];
            while (valid(currRow + dy, currCol + dx, maze)) {
                currRow += dy; currCol += dx; dist++;
                if (currRow == hole[0] && currCol == hole[1]) break;
            }
            neighbors.add(new State(currRow, currCol, dist, direction));
        }
        return neighbors;
    }
    
    private boolean valid(int row, int col, int[][] maze) {
        return row >= 0 && row < m && col >= 0 && col < n && maze[row][col] == 0;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 82. Remove Duplicates from Sorted List II
Сложность: medium

Дана голова отсортированного связного списка. Удалите все узлы, содержащие повторяющиеся числа, оставив только уникальные числа из исходного списка. Верните отсортированный связный список.

Пример:

Input: head = [1,2,3,3,4,4,5]
Output: [1,2,5]

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Инициализация "стража" и предшественника:
Создается фиктивный начальный узел sentinel, который указывает на начало связного списка. Это делается для удобства управления указателем на начало списка, особенно если первые несколько узлов могут быть удалены.
Устанавливаем предшественника pred, который будет последним узлом перед потенциально дублирующимися узлами. Изначально предшественником назначается страж.

2⃣Проход по списку с проверкой на дубликаты:
Итерируемся по списку начиная с головы head. На каждом шаге проверяем, есть ли дублирующиеся узлы, сравнивая текущий узел head.val с следующим head.next.val.
Если узлы дублируются, то пропускаем все последующие дубликаты, перемещая указатель head до последнего дублированного узла. После этого предшественник pred соединяется с первым узлом после всех дубликатов pred.next = head.next, тем самым пропуская весь блок дублированных узлов.

3⃣Переход к следующему узлу и возврат результата:
Если текущий узел не имел дубликатов, просто переводим предшественника pred на следующий узел.
Двигаем указатель head на следующий узел в списке.
После завершения цикла возвращаем список, начиная с узла, на который указывает sentinel.next, что позволяет исключить все дублирующиеся узлы и вернуть начало нового списка без дубликатов.

😎 Решение:

class Solution {
    public ListNode deleteDuplicates(ListNode head) {
        ListNode sentinel = new ListNode(0, head);
        ListNode pred = sentinel;

        while (head != null) {
            if (head.next != null && head.val == head.next.val) {
                while (head.next != null && head.val == head.next.val) {
                    head = head.next;
                }
                pred.next = head.next;
            } else {
                pred = pred.next;
            }
            head = head.next;
        }
        return sentinel.next;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 980. Unique Paths III
Сложность: hard

Вам дан целочисленный массив grid размером m x n, где grid[i][j] может быть:

1, представляющая начальную клетку. Существует ровно одна начальная клетка.
2, представляющая конечную клетку. Существует ровно одна конечная клетка.
0, представляющая пустые клетки, по которым можно ходить.
-1, представляющая препятствия, по которым нельзя ходить.
Верните количество 4-направленных путей от начальной клетки до конечной клетки, которые проходят по каждой непересекаемой клетке ровно один раз.

Пример:

Input: grid = [[1,0,0,0],[0,0,0,0],[0,0,2,-1]]
Output: 2
Explanation: We have the following two paths: 
1. (0,0),(0,1),(0,2),(0,3),(1,3),(1,2),(1,1),(1,0),(2,0),(2,1),(2,2)
2. (0,0),(1,0),(2,0),(2,1),(1,1),(0,1),(0,2),(0,3),(1,3),(1,2),(2,2)

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Как видно, метод обратного отслеживания (backtracking) является методологией для решения определенного типа задач.

2⃣Для задачи обратного отслеживания можно сказать, что существует тысяча реализаций обратного отслеживания на тысячу людей, как будет видно из дальнейшей реализации.

3⃣Здесь мы просто покажем один пример реализации, следуя псевдокоду, показанному в разделе интуиции.

😎 Решение:

class Solution {
    int rows, cols;
    int[][] grid;
    int path_count;

    protected void backtrack(int row, int col, int remain) {
        if (this.grid[row][col] == 2 && remain == 1) {
            this.path_count += 1;
            return;
        }

        int temp = grid[row][col];
        grid[row][col] = -4;
        remain -= 1;

        int[] row_offsets = {0, 0, 1, -1};
        int[] col_offsets = {1, -1, 0, 0};
        for (int i = 0; i < 4; ++i) {
            int next_row = row + row_offsets[i];
            int next_col = col + col_offsets[i];

            if (0 > next_row || next_row >= this.rows || 0 > next_col || next_col >= this.cols)
                continue;

            if (grid[next_row][next_col] < 0)
                continue;

            backtrack(next_row, next_col, remain);
        }

        grid[row][col] = temp;
    }

    public int uniquePathsIII(int[][] grid) {
        int non_obstacles = 0, start_row = 0, start_col = 0;

        this.rows = grid.length;
        this.cols = grid[0].length;

        for (int row = 0; row < rows; ++row)
            for (int col = 0; col < cols; ++col) {
                int cell = grid[row][col];
                if (cell >= 0)
                    non_obstacles += 1;
                if (cell == 1) {
                    start_row = row;
                    start_col = col;
                }
            }

        this.path_count = 0;
        this.grid = grid;

        backtrack(start_row, start_col, non_obstacles);

        return this.path_count;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 77. Combinations
Сложность: medium

Даны два целых числа n и k. Верните все возможные комбинации из k чисел, выбранных из диапазона [1, n].

Ответ можно вернуть в любом порядке.

Пример:

Input: n = 4, k = 2
Output: [[1,2],[1,3],[1,4],[2,3],[2,4],[3,4]]
Explanation: There are 4 choose 2 = 6 total combinations.
Note that combinations are unordered, i.e., [1,2] and [2,1] are considered to be the same combination.

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Инициализировать массив ответов ans и массив для построения комбинаций curr.

2⃣Создать функцию обратного вызова backtrack, которая принимает curr в качестве аргумента, а также целое число firstNum:
Если длина curr равна k, добавить копию curr в ans и вернуться.
Вычислить available, количество чисел, которые мы можем рассмотреть в текущем узле.
Итерировать num от firstNum до firstNum + available включительно.
Для каждого num, добавить его в curr, вызвать backtrack(curr, num + 1), а затем удалить num из curr.

3⃣Вызвать backtrack с изначально пустым curr и firstNum = 1.
Вернуть ans.

😎 Решение:

class Solution {
    private int n;
    private int k;

    public List<List<Integer>> combine(int n, int k) {
        this.n = n;
        this.k = k;
        List<List<Integer>> ans = new ArrayList<>();
        backtrack(new ArrayList<>(), 1, ans);
        return ans;
    }

    public void backtrack(
        List<Integer> curr,
        int firstNum,
        List<List<Integer>> ans
    ) {
        if (curr.size() == k) {
            ans.add(new ArrayList<>(curr));
            return;
        }

        int need = k - curr.size();
        int remain = n - firstNum + 1;
        int available = remain - need;

        for (int num = firstNum; num <= firstNum + available; num++) {
            curr.add(num);
            backtrack(curr, num + 1, ans);
            curr.remove(curr.size() - 1);
        }
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 362. Design Hit Counter
Сложность: medium

Дана матрица размером m x n, где каждая ячейка является либо стеной 'W', либо врагом 'E', либо пустой '0'. Верните максимальное количество врагов, которых можно уничтожить, используя одну бомбу. Вы можете разместить бомбу только в пустой ячейке.

Бомба уничтожает всех врагов в той же строке и столбце от точки установки до тех пор, пока не встретит стену, так как она слишком сильна, чтобы быть разрушенной.

Пример:

Input
["HitCounter", "hit", "hit", "hit", "getHits", "hit", "getHits", "getHits"]
[[], [1], [2], [3], [4], [300], [300], [301]]
Output
[null, null, null, null, 3, null, 4, 3]

Explanation
HitCounter hitCounter = new HitCounter();
hitCounter.hit(1);       // hit at timestamp 1.
hitCounter.hit(2);       // hit at timestamp 2.
hitCounter.hit(3);       // hit at timestamp 3.
hitCounter.getHits(4);   // get hits at timestamp 4, return 3.
hitCounter.hit(300);     // hit at timestamp 300.
hitCounter.getHits(300); // get hits at timestamp 300, return 4.
hitCounter.getHits(301); // get hits at timestamp 301, return 3.

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣При вызове метода hit(int timestamp), добавьте временную метку в очередь.

2⃣ При вызове метода getHits(int timestamp), удалите все временные метки из очереди, которые старше 300 секунд от текущей временной метки.

3⃣Верните размер очереди как количество попаданий за последние 5 минут.

😎 Решение:

class HitCounter {
    private Queue<Integer> hits; 

    public HitCounter() {
        this.hits = new LinkedList<Integer>();
    }
    
    public void hit(int timestamp) {
        this.hits.add(timestamp);
    }
    
    public int getHits(int timestamp) {
        while (!this.hits.isEmpty()) {
            int diff = timestamp - this.hits.peek();
            if (diff >= 300) this.hits.remove();
            else break;
        }
        return this.hits.size();
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 311. Sparse Matrix Multiplication
Сложность: medium

Даны две разреженные матрицы mat1 размером m x k и mat2 размером k x n. Верните результат перемножения матриц mat1 x mat2. Вы можете предположить, что умножение всегда возможно.

Пример:

Input: mat1 = [[1,0,0],[-1,0,3]], mat2 = [[7,0,0],[0,0,0],[0,0,1]]
Output: [[7,0,0],[-7,0,3]]

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Инициализация результирующей матрицы
Создайте результирующую матрицу result размером m x n, заполненную нулями.

2⃣Хранение ненулевых элементов
Пройдите по каждой строке матрицы mat1 и сохраните индексы и значения ненулевых элементов в хеш-карте mat1_map. Пройдите по каждой колонке матрицы mat2 и сохраните индексы и значения ненулевых элементов в хеш-карте mat2_map.

3⃣Вычисление произведения
Для каждой строки i в mat1 и для каждой колонки j в mat2: Если в mat1_map есть ненулевой элемент в строке i и в mat2_map есть ненулевой элемент в колонке j с одинаковым индексом k, добавьте произведение этих элементов к result[i][j].

😎 Решение:

public class Solution {
    public int[][] multiply(int[][] mat1, int[][] mat2) {
        int n = mat1.length;
        int k = mat1[0].length;
        int m = mat2[0].length;
        
        int[][] ans = new int[n][m];
        
        for (int rowIndex = 0; rowIndex < n; rowIndex++) {
            for (int elementIndex = 0; elementIndex < k; elementIndex++) {
                if (mat1[rowIndex][elementIndex] != 0) {
                    for (int colIndex = 0; colIndex < m; colIndex++) {
                        ans[rowIndex][colIndex] += mat1[rowIndex][elementIndex] * mat2[elementIndex][colIndex];
                    }
                }
            }
        }
        
        return ans;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 282. Expression Add Operators
Сложность: hard

Дана строка num, содержащая только цифры, и целое число target. Верните все возможные варианты вставки бинарных операторов '+', '-', и/или '*' между цифрами строки num так, чтобы результирующее выражение вычислялось в значение target.

Учтите, что операнды в возвращаемых выражениях не должны содержать ведущих нулей.

Пример:

Input: num = "232", target = 8
Output: ["2*3+2","2+3*2"]
Explanation: Both "2*3+2" and "2+3*2" evaluate to 8.

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Инициализация и рекурсивный вызов:
Создайте класс Solution с полями для хранения результирующих выражений, строки цифр и целевого значения.
Инициализируйте эти поля в методе addOperators и запустите рекурсивный метод для генерации всех возможных выражений.

2⃣Рекурсивная генерация выражений:
В методе recurse на каждом шаге рассматривайте текущий индекс, предыдущий операнд, текущий операнд и текущее значение выражения.
Обрабатывайте все возможные операторы: без оператора (расширение текущего операнда), сложение, вычитание и умножение. На каждом шаге обновляйте текущее значение и выражение.

3⃣Проверка и запись валидных выражений:
Когда вся строка цифр обработана, проверяйте, соответствует ли итоговое значение целевому значению и нет ли остатков операндов.
Если выражение валидное, записывайте его в список результатов.

😎 Решение:

class Solution {

  public ArrayList<String> answer;
  public String digits;
  public long target;

  public void recurse(
      int index, long previousOperand, long currentOperand, long value, ArrayList<String> ops) {
    String nums = this.digits;

    if (index == nums.length()) {
      if (value == this.target && currentOperand == 0) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        ops.subList(1, ops.size()).forEach(v -> sb.append(v));
        this.answer.add(sb.toString());
      }
      return;
    }

    currentOperand = currentOperand * 10 + Character.getNumericValue(nums.charAt(index));
    String current_val_rep = Long.toString(currentOperand);
    int length = nums.length();

    if (currentOperand > 0) {
      recurse(index + 1, previousOperand, currentOperand, value, ops);
    }

    ops.add("+");
    ops.add(current_val_rep);
    recurse(index + 1, currentOperand, 0, value + currentOperand, ops);
    ops.remove(ops.size() - 1);
    ops.remove(ops.size() - 1);

    if (ops.size() > 0) {
      ops.add("-");
      ops.add(current_val_rep);
      recurse(index + 1, -currentOperand, 0, value - currentOperand, ops);
      ops.remove(ops.size() - 1);
      ops.remove(ops.size() - 1);

      ops.add("*");
      ops.add(current_val_rep);
      recurse(
          index + 1,
          currentOperand * previousOperand,
          0,
          value - previousOperand + (currentOperand * previousOperand),
          ops);
      ops.remove(ops.size() - 1);
      ops.remove(ops.size() - 1);
    }
  }

  public List<String> addOperators(String num, int target) {
    if (num.length() == 0) {
      return new ArrayList<String>();
    }

    this.target = target;
    this.digits = num;
    this.answer = new ArrayList<String>();
    this.recurse(0, 0, 0, 0, new ArrayList<String>());
    return this.answer;
  }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 1361. Validate Binary Tree Nodes
Сложность: easy

У вас есть n узлов бинарного дерева, пронумерованных от 0 до n-1, где узел i имеет двух детей: leftChild[i] и rightChild[i]. Верните true, если и только если все заданные узлы образуют ровно одно допустимое бинарное дерево.

Если у узла i нет левого ребенка, то leftChild[i] будет равен -1, аналогично для правого ребенка.

Обратите внимание, что узлы не имеют значений и мы используем только номера узлов в этой задаче.

Пример:

Input: n = 4, leftChild = [1,-1,3,-1], rightChild = [2,-1,-1,-1]
Output: true

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Проверка количества родителей для каждого узла:
Создайте массив для отслеживания количества родителей для каждого узла. Проходите через leftChild и rightChild, увеличивая счетчик для каждого ребенка. Если какой-либо узел имеет более одного родителя, возвращайте false.

2⃣Поиск корневого узла и проверка на единственное дерево:
Найдите корневой узел (узел с нулевым количеством родителей). Если корневых узлов нет или больше одного, верните false. Используйте BFS или DFS, чтобы проверить, что все узлы достижимы от корня и что нет циклов.

3⃣Проверка на достижение всех узлов:
Проверьте, что количество посещенных узлов равно n. Если нет, верните false. В противном случае, верните true.

😎 Решение:

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;

public class Solution {
    public boolean validateBinaryTreeNodes(int n, int[] leftChild, int[] rightChild) {
        int[] parents = new int[n];
        
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            if (leftChild[i] != -1) {
                parents[leftChild[i]]++;
                if (parents[leftChild[i]] > 1) {
                    return false;
                }
            }
            if (rightChild[i] != -1) {
                parents[rightChild[i]]++;
                if (parents[rightChild[i]] > 1) {
                    return false;
                }
            }
        }
        
        int root = -1;
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            if (parents[i] == 0) {
                if (root == -1) {
                    root = i;
                } else {
                    return false;
                }
            }
        }
        
        if (root == -1) {
            return false;
        }
        
        Set<Integer> visited = new HashSet<>();
        Queue<Integer> queue = new LinkedList<>();
        queue.add(root);
        
        while (!queue.isEmpty()) {
            int node = queue.poll();
            if (!visited.add(node)) {
                return false;
            }
            if (leftChild[node] != -1) {
                queue.add(leftChild[node]);
            }
            if (rightChild[node] != -1) {
                queue.add(rightChild[node]);
            }
        }
        
        return visited.size() == n;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 380. Insert Delete GetRandom O(1)
Сложность: medium

Реализуйте класс RandomizedSet:

RandomizedSet(): Инициализирует объект RandomizedSet.
bool insert(int val): Вставляет элемент val в множество, если его там нет. Возвращает true, если элемент отсутствовал, и false в противном случае.
bool remove(int val): Удаляет элемент val из множества, если он присутствует. Возвращает true, если элемент присутствовал, и false в противном случае.
int getRandom(): Возвращает случайный элемент из текущего множества элементов (гарантируется, что по крайней мере один элемент существует при вызове этого метода). Каждый элемент должен иметь равную вероятность быть возвращенным.
Вы должны реализовать функции класса таким образом, чтобы каждая функция работала в среднем за O(1) по времени.

Пример:

Input
["RandomizedSet", "insert", "remove", "insert", "getRandom", "remove", "insert", "getRandom"]
[[], [1], [2], [2], [], [1], [2], []]
Output
[null, true, false, true, 2, true, false, 2]

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Создать словарь для хранения значений и их индексов, а также список для хранения значений.

2⃣Метод insert(val): Проверить наличие значения в словаре. Если отсутствует, добавить значение в список и обновить словарь с новым индексом.
Метод remove(val): Проверить наличие значения в словаре. Если присутствует, заменить удаляемое значение последним элементом списка, обновить его индекс в словаре, удалить последний элемент из списка и удалить значение из словаря.

3⃣Метод getRandom(): Возвращать случайный элемент из списка, используя встроенную функцию генерации случайных чисел.

😎 Решение:

import java.util.*;

public class RandomizedSet {
    private Map<Integer, Integer> dict;
    private List<Integer> list;
    private Random rand;

    public RandomizedSet() {
        dict = new HashMap<>();
        list = new ArrayList<>();
        rand = new Random();
    }

    public boolean insert(int val) {
        if (dict.containsKey(val)) {
            return false;
        }
        dict.put(val, list.size());
        list.add(val);
        return true;
    }

    public boolean remove(int val) {
        if (!dict.containsKey(val)) {
            return false;
        }
        int index = dict.get(val);
        int lastElement = list.get(list.size() - 1);
        list.set(index, lastElement);
        dict.put(lastElement, index);
        list.remove(list.size() - 1);
        dict.remove(val);
        return true;
    }

    public int getRandom() {
        return list.get(rand.nextInt(list.size()));
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 302. Smallest Rectangle Enclosing Black Pixels
Сложность: hard

Вам дана бинарная матрица размером m x n, где 0 представляет собой белый пиксель, а 1 представляет собой черный пиксель.
Черные пиксели соединены (то есть существует только одна черная область). Пиксели соединены по горизонтали и вертикали.
Даны два целых числа x и y, которые представляют местоположение одного из черных пикселей. Верните площадь наименьшего (выравненного по осям) прямоугольника, который охватывает все черные пиксели.
Вы должны написать алгоритм со сложностью менее O(mn).

Пример:

Input: image = [["0","0","1","0"],["0","1","1","0"],["0","1","0","0"]], x = 0, y = 2
Output: 6

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Инициализация границ прямоугольника: Инициализируйте переменные left, right, top и bottom. left и top задаются значениями координат (x, y), right и bottom - значениями x + 1 и y + 1 соответственно.

2⃣Обход всех пикселей: Пройдите по всем координатам (x, y) матрицы. Если текущий пиксель является черным (image[x][y] == 1), обновите границы прямоугольника:
left = min(left, x)
right = max(right, x + 1)
top = min(top, y)
bottom = max(bottom, y + 1)

3⃣Вычисление и возврат площади: После завершения обхода матрицы, верните площадь прямоугольника, используя формулу (right - left) * (bottom - top).

😎 Решение:

public class Solution {
    public int minArea(char[][] image, int x, int y) {
        int m = image.length, n = image[0].length;
        int left = searchColumns(image, 0, y, 0, m, true);
        int right = searchColumns(image, y + 1, n, 0, m, false);
        int top = searchRows(image, 0, x, left, right, true);
        int bottom = searchRows(image, x + 1, m, left, right, false);
        return (right - left) * (bottom - top);
    }

    private int searchColumns(char[][] image, int i, int j, int top, int bottom, boolean whiteToBlack) {
        while (i != j) {
            int k = top, mid = (i + j) / 2;
            while (k < bottom && image[k][mid] == '0') ++k;
            if (k < bottom == whiteToBlack)
                j = mid;
            else
                i = mid + 1;
        }
        return i;
    }

    private int searchRows(char[][] image, int i, int j, int left, int right, boolean whiteToBlack) {
        while (i != j) {
            int k = left, mid = (i + j) / 2;
            while (k < right && image[mid][k] == '0') ++k;
            if (k < right == whiteToBlack)
                j = mid;
            else
                i = mid + 1;
        }
        return i;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний