Python小白 Leetcode刷題歷程 No.61-No.65 旋轉鏈表、不同路徑、不同路徑Ⅱ、最小路徑和、有效數字
寫在前面：
作為一個計算機院的大學生，總覺得僅僅在學校粗略的學習計算機專業(yè)課是不夠的，尤其是假期大量的空檔期，作為一個小白，實習也莫得路子，又不想白白耗費時間。于是選擇了Leetcode這個平臺來刷題庫。編程我只學過基礎的C語言，現(xiàn)在在自學Python，所以用Python3.8刷題庫。現(xiàn)在我Python掌握的還不是很熟練，算法什么的也還沒學，就先不考慮算法上的優(yōu)化了，單純以解題為目的，復雜程度什么的以后有時間再優(yōu)化。計劃順序五個題寫一篇日志，希望其他初學編程的人起到一些幫助，寫算是對自己學習歷程的一個見證了吧。
有一起刷LeetCode的可以關注我一下，我會一直發(fā)LeetCode題庫Python3解法的，也可以一起探討。
覺得有用的話可以點贊關注下哦，謝謝大家！
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題解框架：
1.題目，難度
2.題干,題目描述
3.題解代碼（Python3（不是Python，是Python3））
4.或許有用的知識點（不一定有）
5.解題思路
6.優(yōu)解代碼及分析（當我發(fā)現(xiàn)有比我寫的好很多的代碼和思路我就會寫在這里）
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No.61.旋轉鏈表
難度：中等
題目描述：
題解代碼（Python3.8）
class Solution:
def rotateRight(self, head: ListNode, k: int) -> ListNode:
if (not head) or (not head.next) :
return None if not head else head
old_tail = head
n = 1
while old_tail.next:
old_tail = old_tail.next
n += 1
old_tail.next = head
new_tail = head
for i in range(n - k%n -1):
new_tail =new_tail.next
new_head =new_tail.next
new_tail.next = None
return new_head
或許有用的知識點：
這道題可以使用快慢指針的思想。
解題思路：
鏈表中的點已經相連，一次旋轉操作意味著：先將鏈表閉合成環(huán),再找到相應的位置斷開這個環(huán)，確定新的鏈表頭和鏈表尾。所以，我們首先找到舊的尾部并將其與鏈表頭相連old_tail.next = head，整個鏈表閉合成環(huán)，同時計算出鏈表的長度n；找到新的尾部，第 (n-k%n-1)個節(jié)點，新的鏈表頭是第(n-k%n)個節(jié)點；斷開環(huán) new_tail.next = None，并返回新的鏈表頭 new_head即可。
優(yōu)解代碼及分析：
優(yōu)解代碼（Python3.8）
class Solution:
def rotateRight(self, head: ListNode, k: int) -> ListNode:
# 下面有 if n==0 ...判斷了，所以開頭的判斷可以省略
#if not head or k<=0:
# return head
# 創(chuàng)建一個啞節(jié)點，快指針，慢指針，統(tǒng)計節(jié)點個數的cur
dummy = ListNode(-1)
cur,n,fast,low,dummy.next = head,0,dummy,dummy,head
# 統(tǒng)計鏈表個數
while cur:
cur,n = cur.next,n+1
# 邊界條件不要忘記處理了
if n==0 or k%n==0:
return head
# 還有一個邊界條件不要忘了，k可能大于n，所以要取模
n = k%n
# 快指針先移動n步
while fast.next and n>0:
fast,n = fast.next,n-1
# 快指針，慢指針一起移動，找到需要切割的點
while fast.next:
low,fast = low.next,fast.next
# 改變鏈表的指向關系，注意這里的步驟不要亂了
# 先讓fast節(jié)點指向head(也就是dummy.next)
# 再是head(也就是dummy.next)指向low的下一個節(jié)點
# 這兩步如果弄反了就會出現(xiàn)節(jié)點丟失了
# 最后不要忘記將low.next置空
fast.next,dummy.next,low.next = head,low.next,None
return dummy.next
分析;
雙指針法寫起來思路比較清楚，代碼比較簡單，代碼中有著極詳細的注釋，應該比較容易理解。
No.62.不同路徑
難度：中等
題目描述：
題解代碼（Python3.8）
class Solution:
def uniquePaths(self, m: int, n: int) -> int:
#第一行/第一列每個格都只有一種走法
dp = [[1]*n] + [[1]+[0]*(n-1) for _ in range(m-1)]
for i in range(1,m):
for j in range(1,n):
dp[i][j] = dp[i-1][j] + dp[i][j-1]
return dp[m-1][n-1]
或許有用的知識點：
這道題要用到動態(tài)規(guī)劃的方法。
解題思路：
這道題可以使用動態(tài)規(guī)劃的方法，套用動態(tài)規(guī)劃的模板，對于這道題，假設dp[i][j]是從左上角到第i行第j列的方格有多少總走法，動態(tài)規(guī)劃的三要素分別為：
狀態(tài)：第一行和第一列都只有一種走法，其他格子走法=上面一格的走法+左邊一格的走法
狀態(tài)轉移方程：dp[i][j] = dp[i-1][j] + dp[i][j-1]
邊界條件： dp = [[1]n] + [[1]+[0](n-1) for _ in range(m-1)]
空間復雜度：O（n2）
優(yōu)解代碼及分析：
優(yōu)解代碼（Python3.8）
class Solution:
def uniquePaths(self, m: int, n: int) -> int:
cur = [1]*n
for i in range(1,m):
for j in range(1,n):
cur[j] += cur[j-1]
return cur[n-1]
分析：
其實也是動態(tài)規(guī)劃的思想，只不過將創(chuàng)建的空間減少了一個維度，空間復雜度O（n）。
No.63.不同路徑Ⅱ
難度：中等
題目描述：
題解代碼（Python3.8）
class Solution:
def uniquePathsWithObstacles(self, obstacleGrid: List[List[int]]) -> int:
if (not obstacleGrid) or (not obstacleGrid[0]):
return 0
l_row = len(obstacleGrid)
l_col = len(obstacleGrid[0])
dp = [ [0]*l_col for _ in range(l_row)]
#首位置
dp[0][0] = 1 if obstacleGrid[0][0] != 1 else 0
if dp[0][0] == 0:
return 0
#第一行
for j in range(1,l_col):
if obstacleGrid[0][j] != 1:
dp[0][j] = dp[0][j-1]
#第一列
for i in range(1,l_row):
if obstacleGrid[i][0] != 1:
dp[i][0] = dp[i-1][0]
#剩余位置
for i in range(1,l_row):
for j in range(1,l_col):
if obstacleGrid[i][j] != 1:
dp[i][j] = dp[i-1][j] + dp[i][j-1]
return dp[l_row-1][l_col-1]
或許有用的知識點：
這道題要用到動態(tài)規(guī)劃的方法。
解題思路：
這道題根上一道題‘No.62.不同路徑’很相似，是上一題的加強版。
這道題可以使用動態(tài)規(guī)劃的方法，套用動態(tài)規(guī)劃的模板，對于這道題，假設dp[i][j]是從左上角到第i行第j列的方格有多少總走法，動態(tài)規(guī)劃的三要素分別為：
狀態(tài)：第一行和第一列都只有一種走法，其他格子走法=上面一格的走法+左邊一格的走法；但如果這一格有障礙物，該格的dp=0。
狀態(tài)轉移方程：if obstacleGrid[i][j] != 1： dp[i][j] = dp[i-1][j] + dp[i][j-1]
邊界條件：
（#首位置）dp[0][0] = 1 if obstacleGrid[0][0] != 1 else 0 ；
（#第一行）if obstacleGrid[0][j] != 1: dp[0][j] = dp[0][j-1]；
（#第一列）if obstacleGrid[i][j] != 1: dp[i][j] = dp[i-1][j] + dp[i][j-1]。
No.64.最小路徑和
難度：中等
題目描述：
題解代碼（Python3.8）
class Solution:
def minPathSum(self, grid: List[List[int]]) -> int:
if (not grid) or (not grid[0]):
return 0
m = len(grid)
n = len(grid[0])
dp = [[0]*n for _ in range(m)]
dp[0][0] = grid[0][0] #首位
for j in range(1,n): #第一行
dp[0][j] = dp[0][j-1] + grid[0][j]
for i in range(1,m): #第一列
dp[i][0] = dp[i-1][0] + grid[i][0]
for i in range(1,m):
for j in range(1,n):
dp[i][j] = min(dp[i-1][j]+grid[i][j],dp[i][j-1]+grid[i][j])
return dp[m-1][n-1]
或許有用的知識點：
這道題要用到動態(tài)規(guī)劃的方法。
解題思路：
這道題可以使用動態(tài)規(guī)劃的方法，套用動態(tài)規(guī)劃的模板，對于這道題，假設dp[i][j]是從左上角到第i行第j列的方格路徑的數字總和最小值，動態(tài)規(guī)劃的三要素分別為：
狀態(tài)：第一行和第一列都只有一種走法，其他格子的路徑的數字總和最小值=（上面一格的路徑的數字總和最小值+第i行第j列的方格的數字） 和 （左邊一格的路徑的數字總和最小值+第i行第j列的方格的數字）二者之間的最小值。
狀態(tài)轉移方程：dp[i][j] = min(dp[i-1][j]+grid[i][j],dp[i][j-1]+grid[i][j])
邊界條件：
（#首位置） dp[0][0] = grid[0][0] ；
（#第一行）for j in range(1,n): dp[0][j] = dp[0][j-1] + grid[0][j]；
（#第一列）for i in range(1,m): dp[i][0] = dp[i-1][0] + grid[i][0]。
No.65.有效數字
難度：困難
題目描述：
題解代碼（Python3.8）
class Solution:
def isNumber(self, s: str) -> bool:
state = [
{},
# 狀態(tài)1,初始狀態(tài)(掃描通過的空格)
{"blank": 1, "sign": 2, "digit": 3, ".": 4},
# 狀態(tài)2,發(fā)現(xiàn)符號位(后面跟數字或者小數點)
{"digit": 3, ".": 4},
# 狀態(tài)3,數字(一直循環(huán)到非數字)
{"digit": 3, ".": 5, "e": 6, "blank": 9},
# 狀態(tài)4,小數點(后面只有緊接數字)
{"digit": 5},
# 狀態(tài)5,小數點之后(后面只能為數字,e,或者以空格結束)
{"digit": 5, "e": 6, "blank": 9},
# 狀態(tài)6,發(fā)現(xiàn)e(后面只能符號位, 和數字)
{"sign": 7, "digit": 8},
# 狀態(tài)7,e之后(只能為數字)
{"digit": 8},
# 狀態(tài)8,e之后的數字后面(只能為數字或者以空格結束)
{"digit": 8, "blank": 9},
# 狀態(tài)9, 終止狀態(tài) (如果發(fā)現(xiàn)非空,就失敗)
{"blank": 9}
]
cur_state = 1
for c in s:
if c.isdigit():
c = "digit"
elif c in " ":
c = "blank"
elif c in "+-":
c = "sign"
if c not in state[cur_state]:
return False
cur_state = state[cur_state][c]
if cur_state not in [3, 5, 8, 9]:
return False
return True
或許有用的知識點：
這道題要用到有限狀態(tài)機(FSM)，或者說有限狀態(tài)機的一種特殊狀態(tài)——有限自動機(DFA)的思想（在數字電路基礎、Verilog、離散數學等大學專業(yè)課中應該學習過）。
解題思路：
以下為一個考慮到各種情況的有限自動機模型，狀態(tài)機的結構可以結合代碼中的注釋一起理解。（自己設計一個狀態(tài)機有時不能一開始就考慮到所有情況，要多測試不同情況）。我們的代碼先創(chuàng)建一個state包含狀態(tài)機的所有狀態(tài)與內容，之和將字符串中的字符依次放入狀態(tài)機運行，最后查看狀態(tài)機的狀態(tài)是否在指定狀態(tài)即可。
