Задача: 542. 01 Matrix
Сложность: medium

Дана бинарная матрица размера m x n, верните расстояние до ближайшего нуля для каждой ячейки.

Расстояние между двумя соседними ячейками равно 1.

Пример:

Input: mat = [[0,0,0],[0,1,0],[0,0,0]]
Output: [[0,0,0],[0,1,0],[0,0,0]]

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Создайте копию матрицы mat, назовем её matrix. Используйте структуру данных seen для пометки уже посещенных узлов и очередь для выполнения BFS. Поместите все узлы с 0 в очередь и отметьте их в seen.

2⃣Выполните BFS:
Пока очередь не пуста, извлекайте текущие row, col, steps из очереди.
Итеративно пройдите по четырем направлениям. Для каждой nextRow, nextCol проверьте, находятся ли они в пределах границ и не были ли они уже посещены в seen.

3⃣Если так, установите matrix[nextRow][nextCol] = steps + 1 и поместите nextRow, nextCol, steps + 1 в очередь. Также отметьте nextRow, nextCol в seen. Верните matrix.

😎 Решение:

from collections import deque

class Solution:
    def __init__(self):
        self.m = 0
        self.n = 0
        self.directions = [(0, 1), (1, 0), (0, -1), (-1, 0)]
    
    def updateMatrix(self, mat):
        self.m = len(mat)
        self.n = len(mat[0])
        matrix = [[0] * self.n for _ in range(self.m)]
        seen = [[False] * self.n for _ in range(self.m)]
        queue = deque()

        for row in range(self.m):
            for col in range(self.n):
                matrix[row][col] = mat[row][col]
                if matrix[row][col] == 0:
                    queue.append((row, col, 0))
                    seen[row][col] = True
        
        while queue:
            row, col, steps = queue.popleft()
            
            for dr, dc in self.directions:
                nextRow, nextCol = row + dr, col + dc
                if self.valid(nextRow, nextCol) and not seen[nextRow][nextCol]:
                    seen[nextRow][nextCol] = True
                    queue.append((nextRow, nextCol, steps + 1))
                    matrix[nextRow][nextCol] = steps + 1
        
        return matrix
    
    def valid(self, row, col):
        return 0 <= row < self.m and 0 <= col < self.n

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 1243. Array Transformation
Сложность: easy

Если задан исходный массив arr, то каждый день вы создаете новый массив, используя массив предыдущего дня. В i-й день вы выполняете следующие операции над массивом дня i-1, чтобы получить массив дня i: если элемент меньше своего левого и правого соседа, то этот элемент увеличивается. Если элемент больше своего левого и правого соседа, то этот элемент уменьшается. Первый и последний элементы никогда не меняются. Через несколько дней массив не меняется. Верните этот окончательный массив.

Пример:

Input: arr = [6,2,3,4]
Output: [6,3,3,4]

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Инициализация нового массива с такими же значениями, как у исходного массива.
Циклически изменяем массив в соответствии с правилами, пока он не перестанет меняться.

2⃣Для каждого элемента массива проверяем, изменяется ли он в зависимости от его левого и правого соседей.
Если элемент меньше своего левого и правого соседей, увеличиваем его.
Если элемент больше своего левого и правого соседей, уменьшаем его.

3⃣Первый и последний элементы массива остаются неизменными.

😎 Решение:

def transformArray(arr):
    while True:
        new_arr = arr[:]
        changed = False
        for i in range(1, len(arr) - 1):
            if arr[i] < arr[i - 1] and arr[i] < arr[i + 1]:
                new_arr[i] += 1
                changed = True
            elif arr[i] > arr[i - 1] and arr[i] > arr[i + 1]:
                new_arr[i] -= 1
                changed = True
        if not changed:
            break
        arr = new_arr
    return arr

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 997. Find the Town Judge
Сложность: easy

В городе есть n человек, помеченных от 1 до n. Ходят слухи, что один из этих людей тайно является городским судьей. Если городской судья существует, то: городской судья никому не доверяет. Все (кроме городского судьи) доверяют городскому судье. Существует ровно один человек, удовлетворяющий свойствам 1 и 2. Вам дан массив trust, где trust[i] = [ai, bi], представляющий, что человек, помеченный ai, доверяет человеку, помеченному bi. Если в массиве trust не существует доверительных отношений, то таких отношений не существует. Верните метку городского судьи, если городской судья существует и может быть идентифицирован, или верните -1 в противном случае.

Пример:

Input: n = 2, trust = [[1,2]]
Output: 2

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Создание счетчиков доверия:
Инициализируйте массив для подсчета количества людей, которым доверяет каждый человек, и массив для подсчета количества людей, которые доверяют каждому человеку.

2⃣Подсчет доверия:
Пройдитесь по каждому элементу в массиве trust и обновите счетчики: увеличьте количество доверий для того, кто доверяет, и увеличьте количество доверенных людей для того, кому доверяют.

3⃣Проверка условий судьи:
Пройдитесь по массиву людей и найдите того, кто никому не доверяет (количество доверий равно 0) и кому доверяют все остальные (количество доверенных людей равно n-1). Верните метку этого человека. Если такого человека нет, верните -1.

😎 Решение:

class Solution:
    def findJudge(self, n: int, trust: List[List[int]]) -> int:
        if not trust and n == 1:
            return 1

        trust_count = [0] * (n + 1)
        trusted_by = [0] * (n + 1)

        for a, b in trust:
            trust_count[a] += 1
            trusted_by[b] += 1

        for i in range(1, n + 1):
            if trust_count[i] == 0 and trusted_by[i] == n - 1:
                return i

        return -1

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 1271. Hexspeak
Сложность: easy

Десятичное число можно преобразовать в его шестнадцатеричное представление, сначала преобразовав его в прописную шестнадцатеричную строку, а затем заменив все вхождения цифры '0' на букву 'O', а цифры '1' - на букву 'I'. Такое представление допустимо тогда и только тогда, когда оно состоит только из букв набора {'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'I', 'O'}. Получив строку num, представляющую десятичное целое число n, верните шестнадцатеричное представление n, если оно допустимо, иначе верните "ERROR".

Пример:

Input: num = "257"
Output: "IOI"

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Преобразуйте десятичное число в шестнадцатеричную строку в верхнем регистре.

2⃣Замените все вхождения цифры '0' на букву 'O', а цифры '1' на букву 'I'

3⃣Проверьте, что преобразованная строка содержит только допустимые символы. Если это так, верните строку, иначе верните "ERROR".

😎 Решение:

def toHexString(num):
    hex_str = hex(int(num))[2:].upper().replace('0', 'O').replace('1', 'I')
    for char in hex_str:
        if char not in 'ABCDEFIO':
            return "ERROR"
    return hex_str

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 65. Valid Number
Сложность: hard

Учитывая строку s, определите, является ли s валидным числом.

Например, все следующие строки являются действительными числами: "2", "0089", "-0.1", "+3.14", "4.", "-.9", "2e10", "-90E3", "3e+7", "+6e-1", "53.5e93", "-123.456e789". В то время как следующие строки не являются валидными числами: "abc", "1a", "1e", "e3", "99e2.5", "--6", "-+3", "95a54e53".

Формально, валидное число определяется с использованием одного из следующих определений:

Целое число с необязательным показателем степени.
Десятичное число с необязательным показателем степени.
Целое число определяется необязательным знаком '-' или '+' за которым следуют цифры.

Десятичное число определяется необязательным знаком '-' или '+' и одним из следующих определений:

Цифры, за которыми следует точка '.'.
Цифры, за которыми следует точка '.', за которой следуют цифры.
Точка '.', за которой следуют цифры.
Показатель степени определяется с помощью обозначения показателя степени 'e' или 'E', за которым следует целое число.

Цифры определяются как одна или более цифр.

Пример:

Input: s = "0"
Output: true

👨‍💻 Алгоритм:

1️⃣Объявите три переменные: seenDigit, seenExponent и seenDot, установив их все в false. Перебирайте символы входной строки. Если символ является цифрой, установите seenDigit в true.

2️⃣Если символ является знаком (+ или -), проверьте, является ли он первым символом ввода или предшествует ли он показателю степени (экспоненте). Если нет, верните false. Если символ является экспонентой (e или E), сначала проверьте, была ли уже видна экспонента или еще не было увидено ни одной цифры. Если что-то из этого верно, верните false. В противном случае установите seenExponent в true и сбросьте seenDigit, потому что после экспоненты должно следовать новое целое число.

3️⃣Если символ — точка (.), проверьте, были ли уже видны точка или экспонента. Если да, верните false. Иначе установите seenDot в true. Если символ чему-то иначе, верните false. В конце верните значение seenDigit, потому что, например, ввод вида "21e" должен быть признан недействительным, если после e не следуют цифры.

😎 Решение:

class Solution:
    def isNumber(self, s: str) -> bool:
        seen_digit = seen_exponent = seen_dot = False
        for i, c in enumerate(s):
            if c.isdigit():
                seen_digit = True
            elif c in ["+", "-"]:
                if i > 0 and s[i - 1] != "e" and s[i - 1] != "E":
                    return False
            elif c in ["e", "E"]:
                if seen_exponent or not seen_digit:
                    return False
                seen_exponent = True
                seen_digit = False
            elif c == ".":
                if seen_dot or seen_exponent:
                    return False
                seen_dot = True
            else:
                return False

        return seen_digit

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 1015. Smallest Integer Divisible by K
Сложность: medium

Задано целое положительное число k, необходимо найти длину наименьшего целого положительного числа n, такого, что n делится на k, и n содержит только цифру 1. Верните длину n. Если такого n не существует, верните -1. Примечание: n может не поместиться в 64-битное знаковое целое число.

Пример:

Input: k = 1
Output: 1

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Использование остатка для нахождения числа с цифрами 1:
Создайте переменную num и установите ее равной 1.
Создайте переменную length и установите ее равной 1 для отслеживания длины числа.

2⃣Итеративное нахождение числа:
Используйте цикл, чтобы умножать num на 10 и добавлять 1 в каждой итерации, и каждый раз вычисляйте остаток от деления num на k.
Увеличивайте length на 1 в каждой итерации.
Если в какой-то итерации num % k == 0, верните length.

3⃣Проверка бесконечного цикла:
Если цикл длится слишком долго (например, 10^6 итераций), верните -1, чтобы предотвратить бесконечный цикл для случаев, когда решение не существует.

😎 Решение:

class Solution:
    def smallestRepunitDivByK(self, k: int) -> int:
        num, length = 1, 1
        seen = set()
        
        while num % k != 0:
            if num % k in seen:
                return -1
            seen.add(num % k)
            num = (num * 10 + 1) % k
            length += 1
        
        return length

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 36. Valid Sudoku
Сложность: medium

Определите, является ли доска Судоку размером 9 на 9 валидной. Необходимо проверить только заполненные ячейки согласно следующим правилам:

Каждая строка должна содержать цифры от 1 до 9 без повторений.
Каждый столбец должен содержать цифры от 1 до 9 без повторений.
Каждая из девяти подзон размером 3 на 3 в сетке должна содержать цифры от 1 до 9 без повторений.

Пример:

Input: board = 
[["5","3",".",".","7",".",".",".","."]
,["6",".",".","1","9","5",".",".","."]
,[".","9","8",".",".",".",".","6","."]
,["8",".",".",".","6",".",".",".","3"]
,["4",".",".","8",".","3",".",".","1"]
,["7",".",".",".","2",".",".",".","6"]
,[".","6",".",".",".",".","2","8","."]
,[".",".",".","4","1","9",".",".","5"]
,[".",".",".",".","8",".",".","7","9"]]
Output: true

👨‍💻 Алгоритм:

1️⃣Инициализируйте список из 9 хеш-множеств, где хеш-множество с индексом r будет использоваться для хранения ранее увиденных чисел в строке r судоку. Аналогично инициализируйте списки из 9 хеш-множеств для отслеживания столбцов и блоков.

2️⃣Итерируйтесь по каждой позиции (r, c) в судоку. На каждой итерации, если на текущей позиции есть число:
Проверьте, существует ли это число в хеш-множестве для текущей строки, столбца или блока. Если да, верните false, потому что это второе появление числа в текущей строке, столбце или блоке.

3️⃣В противном случае обновите множество, отвечающее за отслеживание ранее увиденных чисел в текущей строке, столбце и блоке. Индекс текущего блока рассчитывается как (r / 3) * 3 + (c / 3), где / означает деление нацело.
Если дубликаты не были найдены после посещения каждой позиции на доске судоку, то судоку валидно, поэтому верните true.

😎 Решение:

class Solution:
    def isValidSudoku(self, board: List[List[str]]) -> bool:
        N = 9

        rows = [set() for _ in range(N)]
        cols = [set() for _ in range(N)]
        boxes = [set() for _ in range(N)]

        for r in range(N):
            for c in range(N):
                val = board[r][c]
                if val == ".":
                    continue

                if val in rows[r]:
                    return False
                rows[r].add(val)

                if val in cols[c]:
                    return False
                cols[c].add(val)

                idx = (r // 3) * 3 + c // 3
                if val in boxes[idx]:
                    return False
                boxes[idx].add(val)

        return True

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 718. Maximum Length of Repeated Subarray
Сложность: medium

Если даны два целочисленных массива nums1 и nums2, верните максимальную длину подмассива, который встречается в обоих массивах.

Пример:

Input: nums1 = [1,2,3,2,1], nums2 = [3,2,1,4,7]
Output: 3

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Создайте двумерный массив для хранения длин общих подмассивов.

2⃣Используйте динамическое программирование для нахождения максимальной длины общего подмассива.

3⃣Итеративно обновляйте массив, сравнивая элементы обоих массивов и обновляя максимальную длину подмассива.

😎 Решение:

def findLength(nums1, nums2):
    dp = [[0] * (len(nums2) + 1) for _ in range(len(nums1) + 1)]
    max_len = 0
    for i in range(len(nums1) - 1, -1, -1):
        for j in range(len(nums2) - 1, -1, -1):
            if nums1[i] == nums2[j]:
                dp[i][j] = dp[i + 1][j + 1] + 1
                max_len = max(max_len, dp[i][j])
    return max_len

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 384. Shuffle an Array
Сложность: medium

Дан целочисленный массив nums. Разработайте алгоритм для случайного перемешивания массива. Все перестановки массива должны быть равновероятны в результате перемешивания.

Реализуйте класс Solution:

Solution(int[] nums): Инициализирует объект целочисленным массивом nums.
int[] reset(): Сбрасывает массив в его исходную конфигурацию и возвращает его.
int[] shuffle(): Возвращает случайное перемешивание массива.

Пример:

Input: ransomNote = "a", magazine = "b"
Output: false

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Алгоритм Фишера-Йейтса удивительно похож на решение грубой силы. На каждой итерации алгоритма мы генерируем случайное целое число между текущим индексом и последним индексом массива.

2⃣Затем мы меняем местами элементы на текущем индексе и выбранном индексе. Это симулирует выбор (и удаление) элемента из "шляпы", так как следующий диапазон, из которого мы выбираем случайный индекс, не будет включать последний обработанный элемент.

3⃣Один небольшой, но важный момент заключается в том, что возможно поменять элемент сам с собой - в противном случае некоторые перестановки массива были бы более вероятны, чем другие.

😎 Решение:

import random

class Solution:
    def __init__(self, nums: list[int]):
        self.array = nums[:]
        self.original = nums[:]
    
    def reset(self) -> list[int]:
        self.array = self.original[:]
        return self.original
    
    def shuffle(self) -> list[int]:
        for i in range(len(self.array)):
            rand_index = random.randint(i, len(self.array) - 1)
            self.array[i], self.array[rand_index] = self.array[rand_index], self.array[i]
        return self.array

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний