《剑指Offer》题目及代码.pdf

《剑指Offer》是一本广受欢迎的算法面试书籍，主要针对中国的IT面试市场。该书中包含了大量面试题以及针对这些题目的解题思路和代码实现。本书涵盖的知识点广泛，难度从基础到进阶不等，非常适合准备面试和提高编程能力的读者。下面就根据提供的部分目录和内容，详细解读这些知识点。 1. 赋值运算函数：通常指的是复制构造函数，负责实现对象的深拷贝。在C++中，如果类中包含动态分配的资源，则必须重载赋值运算函数以确保资源被正确复制。 2. 单例设计模式：保证一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点的创建对象。实现单例模式的常用方法有懒汉式、饿汉式、静态内部类等。 3. 二维数组中查找目标值：这类题目通常考察二分查找的应用以及矩阵的遍历技巧。需要根据数组的排列特性进行分析，比如使用从右上角开始的二分查找法。 4. 替换字符串中的空格：这涉及字符串操作和数组扩容。可以考虑从后往前复制字符，因为替换后的字符串长度可能大于原字符串。 5. 从尾到头打印链表：考察对链表结构的理解，需要逆向遍历链表。可以使用递归或栈的数据结构来实现。 6. 由前序和中序遍历重建二叉树：考察树的遍历知识，给定一棵树的前序和中序遍历结果，可以唯一确定这棵树。 7. 用两个栈实现队列：这是一种利用栈的特性来模拟队列操作的技巧，主要考察数据结构之间的转换和应用。 8. 求旋转数组的最小数字：这类题目通常涉及二分查找的变种，需要在旋转数组中找到最小的元素。 9. 斐波那契数列的第n项：需要实现动态规划，或使用递归和备忘录技巧来优化重复计算。 10. 二进制中1的个数：这是一道位运算相关的题目，需要利用位与运算来计算一个整数的二进制表示中有多少个1。 11. 数值的整数次方：在不使用库函数的情况下，需要考虑幂次的分解，以及正负数、零的情况。 12. 打印1到最大的n位数：由于数字过大，不能直接使用数字进行操作，需要考虑字符串或数组来模拟大数的运算。 13. O(1)时间删除链表节点：对于非尾部节点的删除，可以考虑节点间的指针操作来达到常数时间复杂度。 14. 使数组中的奇数位于偶数前面：可以通过双指针从数组两端遍历，交换奇偶数的位置，达到题目要求。 15. 找链表中倒数第K个节点：可以通过快慢指针的技巧，一个指针先走K步，然后两个指针同时移动，直到快指针到达终点。 16. 输出反转后的链表：需要考虑三个指针，分别记录当前节点、前一个节点和下一个节点，以便在遍历过程中完成链表的反转。 17. 合并两个有序链表：需要创建一个哨兵节点作为合并后链表的头部，然后依次比较两个链表的节点值，将较小者链接到结果链表上。 18. 判断二叉树A中是否包含子树B：可以通过先序遍历二叉树A，并对每个节点作为根的子树进行先序遍历，比较是否与B树先序序列相同。 19. 二叉树的镜像：递归地交换每个节点的左右子节点，即可得到二叉树的镜像。 20. 顺时针打印矩阵：按照外围到内部的顺序遍历矩阵，需要注意循环边界条件的设置。 21. 包含min函数的栈：需要设计一个数据结构，使得可以在O(1)时间复杂度内获取栈中的最小值。 22. 判断一个栈是否是另一个栈的弹出序列：可以通过模拟栈的弹出操作来检查是否可以按照给定序列进行弹出。 23. 层序遍历二叉树：使用队列数据结构实现二叉树的层序遍历，逐层访问树节点。 24. 后序遍历二叉搜索树：后序遍历的顺序是左、右、根，可以根据这个特性来递归遍历。 25. 二叉树中和为某值的路径：需要遍历树的所有路径，并计算路径上的节点和，如果和等于给定值，则记录这条路径。 26. 复杂链表的复制：涉及到深拷贝，每个节点不仅要复制其值，还要复制指向下一个节点的指针，甚至是随机指针。 27. 二叉搜索树转换为双向链表：需要中序遍历二叉搜索树，并在遍历过程中改变节点间的指针关系。 28. 打印字符串中所有字符的排列：涉及到字符串的全排列问题，通常使用递归或交换的方式实现。 29. 数组中出现次数超过一半的数字：这是一个统计问题，可以考虑摩尔投票算法来解决。 30. 找出最小的K个数：可以使用快速选择算法或者最小堆来解决这个问题。 31. 连续子数组的最大和：考虑使用动态规划，记录到当前位置为止的最大子数组和。 32. 从1到整数n中1出现的次数：需要遍历1到n中的每个数字，对于每个数字判断其各位数中1出现的次数，并累加这些次数。 33. 把数组中的数排成一个最小的数：需要对数字进行排序，排序的依据是两个数字组成的字符串哪个更小。 34. 求第N个丑数：丑数是只包含质因数2、3和5的正整数。需要动态地构造丑数序列，每次从已有丑数中乘以2、3、5，然后选取最小的作为新的丑数。 35. 第一个出现一次的字符：可以通过遍历字符串并记录每个字符出现的次数，再次遍历得到第一个唯一字符。 36. 数组中逆序对的个数：逆序对是指数组中一对数满足a[i] > a[j]，且i < j。可以使用归并排序的改进版本来计数。 37. 两个链表的第一个公共节点：可以通过遍历两个链表，记录各自的尾节点，然后计算两个链表的长度差，较长链表先走长度差的步数，然后一起遍历，首次相遇的节点即为第一个公共节点。 38. 数字在排序数组中出现的次数：需要找到数字出现的边界，即第一个等于和最后一个等于数字的位置。 39. 二叉树的深度：是二叉树节点数最多的路径长度，可以通过递归或层序遍历（层数计数）求得。 40. 数组中只出现一次的两个数，而其他数都出现两次：可以考虑使用异或运算的性质来找出成对的数字，然后通过异或运算找出只出现一次的数字。 41. 和为s的连续整数序列：可以使用滑动窗口的方法，维护一个窗口区间，并根据区间和与s的关系调整窗口边界。 42. 翻转字符串：通过交换字符串的前后字符来实现翻转。 43. n个骰子的点数及出现的概率：这是一个组合问题，可以通过递归或动态规划求得所有可能的点数组合及其概率。 44. 扑克牌的顺子：判断一组牌是否能够组成顺子，即序列中相邻的牌的点数差不超过1。 45. 圆圈中最后剩下的数：涉及到约瑟夫环问题，可以通过数学方法或者模拟圆圈的人数减少过程来求解。 46. 1+2+3++n的和：这是一个等差数列求和的问题，可以直接使用公式(n*(n+1))/2计算。 47. 不用加减乘除做加法：可以使用位运算实现加法。 48. 不能被继承的类：通过将类声明为final类，可以防止其他类继承。 49. 字符串转换为整数：需要处理字符串中可能出现的各种情况，包括正负号、溢出等。 50. 树中两个节点的最低公共祖先：需要遍历树以找到两个节点的公共祖先节点。 51. 找出重复的数：对于数组中存在重复元素的情况，可以通过哈希表记录元素出现次数来找出重复的数。 52. 构建乘积数组：要求得到一个数组，其中每个元素是输入数组中除了该位置下标以外所有元素的乘积。 53. 正则表达式匹配：涉及字符串匹配算法，包括KMP算法、回溯法等。 54. 表示数值的字符串：需要判断一个字符串是否符合表示数值的标准，如是否包含数字、小数点、正负号等。 55. 字符流中第一个不重复的字符：通过构建字符计数器，可以快速找出字符流中的第一个只出现一次的字符。 56. 链表中环的入口节点：通过快慢指针可以找到链表中环的入口节点。 57. 删除链表中重复的节点：需要遍历链表，并检查是否有节点的值重复出现，有则删除。 58. 二叉树的下一个节点：对于二叉树中的任意一个节点，找到其在中序遍历下的后继节点。 59. 对称的二叉树：判断二叉树是否是镜像对称的，可以通过递归比较树的左右子树。 60. 按之字形顺序打印二叉树：需要双端队列来辅助层序遍历，实现按Z字形打印二叉树。 61. 把二叉树打印成多行：通过队列或栈进行层次遍历，按层次打印节点。 62. 序列化二叉树：需要一种方法将二叉树结构编码成字符串，并能够从这个字符串重构二叉树。 63. 二叉搜索树的第K个节点：在中序遍历过程中，计数节点，找到第K个节点。 64. 数据流中的中位数：需要设计一种数据结构，可以动态地添加数字，并高效地获取中位数。 65. 滑动窗口的最大值：窗口滑动过程中需要维护窗口的最大值。 66. 矩阵中的路径：需要在矩阵中找出一条包含指定字符的路径，路径上的字符可以相连但不能重复。 67. 机器人的运动范围：给定一个m*n的格子，机器人从(0,0)开始移动，每次可以上下左右移动一格，不能进入包含有重复数字的格子，计算机器人可以移动的总步数。 上述知识点覆盖了多种编程和算法概念，包括设计模式、数据结构、算法原理和面试中的常见问题，能够帮助读者全面提高编程和面试技巧。