力扣大厂热门面试算法题 36-38

news2024/11/19 22:53:45

        36. 有效的数独，37. 解数独，38. 外观数列，每题做详细思路梳理，配套Python&Java双语代码， 2024.03.16 可通过leetcode所有测试用例。

目录

36. 有效的数独

解题思路

完整代码

Java

Python

37. 解数独

解题思路

完整代码

Java

Python

38. 外观数列

解题思路

完整代码

Java

Python

36. 有效的数独

请你判断一个 9 x 9 的数独是否有效。只需要 根据以下规则 ，验证已经填入的数字是否有效即可。

  1. 数字 1-9 在每一行只能出现一次。
  2. 数字 1-9 在每一列只能出现一次。
  3. 数字 1-9 在每一个以粗实线分隔的 3x3 宫内只能出现一次。（请参考示例图）

注意：

  • 一个有效的数独（部分已被填充）不一定是可解的。
  • 只需要根据以上规则，验证已经填入的数字是否有效即可。
  • 空白格用 '.' 表示。

示例 1：

输入：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"]]
输出：true

示例 2：

输入：board = 
[["8","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"]]
输出：false
解释：除了第一行的第一个数字从 5 改为 8 以外，空格内其他数字均与 示例1 相同。 但由于位于左上角的 3x3 宫内有两个 8 存在, 因此这个数独是无效的。

提示：

  • board.length == 9
  • board[i].length == 9
  • board[i][j] 是一位数字（1-9）或者 '.'

解题思路

  • 遍历数独的每一个格子。
  • 对于每个非空格子，检查它所在的行、列以及宫内是否有重复的数字。
  • 为了方便检查，可以使用三个二维数组分别记录每行、每列和每个宫格中数字的出现情况。例如，rows[i][num] 表示数字 num+1 在第 i 行是否已出现，cols[j][num] 表示数字 num+1 在第 j 列是否已出现，boxes[boxIndex][num] 表示数字 num+1 在第 boxIndex 个宫内是否已出现。boxIndex 可以通过 (i / 3) * 3 + j / 3 计算得到，其中 i 和 j 分别是格子的行列索引。

完整代码

Java
public class Solution {
    public boolean isValidSudoku(char[][] board) {
        boolean[][] rows = new boolean[9][9];
        boolean[][] cols = new boolean[9][9];
        boolean[][] boxes = new boolean[9][9];
        
        for (int i = 0; i < 9; i++) {
            for (int j = 0; j < 9; j++) {
                if (board[i][j] != '.') {
                    int num = board[i][j] - '1';  // 将字符转换为数字，并减1以适应数组索引
                    int boxIndex = (i / 3) * 3 + j / 3;
                    
                    if (rows[i][num] || cols[j][num] || boxes[boxIndex][num]) {
                        return false;  // 如果在对应的行、列或宫内发现重复，则返回 false
                    }
                    
                    rows[i][num] = true;
                    cols[j][num] = true;
                    boxes[boxIndex][num] = true;
                }
            }
        }
        
        return true;  // 没有发现重复，返回 true
    }
}
Python
class Solution:
    def isValidSudoku(self, board: List[List[str]]) -> bool:
        rows = [[False] * 9 for _ in range(9)]
        cols = [[False] * 9 for _ in range(9)]
        boxes = [[False] * 9 for _ in range(9)]
        
        for i in range(9):
            for j in range(9):
                if board[i][j] != '.':
                    num = int(board[i][j]) - 1  # 将字符转换为数字，并减1以适应数组索引
                    boxIndex = (i // 3) * 3 + j // 3
                    
                    if rows[i][num] or cols[j][num] or boxes[boxIndex][num]:
                        return False  # 如果在对应的行、列或宫内发现重复，则返回 False
                    
                    rows[i][num] = True
                    cols[j][num] = True
                    boxes[boxIndex][num] = True
        
        return True  # 没有发现重复，返回 True

37. 解数独

编写一个程序，通过填充空格来解决数独问题。

数独的解法需 遵循如下规则：

  1. 数字 1-9 在每一行只能出现一次。
  2. 数字 1-9 在每一列只能出现一次。
  3. 数字 1-9 在每一个以粗实线分隔的 3x3 宫内只能出现一次。（请参考示例图）

数独部分空格内已填入了数字，空白格用 '.' 表示。

示例 1：

输入：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"]]
输出：[["5","3","4","6","7","8","9","1","2"],["6","7","2","1","9","5","3","4","8"],["1","9","8","3","4","2","5","6","7"],["8","5","9","7","6","1","4","2","3"],["4","2","6","8","5","3","7","9","1"],["7","1","3","9","2","4","8","5","6"],["9","6","1","5","3","7","2","8","4"],["2","8","7","4","1","9","6","3","5"],["3","4","5","2","8","6","1","7","9"]]
解释：输入的数独如上图所示，唯一有效的解决方案如下所示：

提示：

  • board.length == 9
  • board[i].length == 9
  • board[i][j] 是一位数字或者 '.'
  • 题目数据 保证 输入数独仅有一个解

解题思路

        解决数独问题通常采用回溯法，这是一种深度优先搜索的算法，适用于解决决策问题。基本思路是尝试填充数独中的每个空格，每次填充时遵循数独的规则，如果在某个位置无法填入有效数字，则回溯到上一个空格，尝试另一个数字。重复这一过程，直到数独被成功填充。

算法步骤如下：

  1. 从数独的第一个格子开始，按照某种顺序（通常是从左到右，从上到下）遍历每个格子。
  2. 对于每个空格，尝试填入数字 1 到 9，每尝试一个数字前，检查行、列和所在的 3x3 宫格内是否已经存在该数字。
  3. 如果一个数字能够被安全地填入（即不违反数独规则），则填入并递归地尝试填写下一个空格。
  4. 如果当前空格无论填入何种数字都无法使数独有效，或者所有空格都已成功填写，算法结束。在前一种情况下，需要撤销最后的填写并回溯到上一个空格；在后一种情况下，找到了数独的解。

完整代码

Java
public class Solution {
    public void solveSudoku(char[][] board) {
        solve(board);
    }

    private boolean solve(char[][] board) {
        for (int i = 0; i < 9; i++) {
            for (int j = 0; j < 9; j++) {
                if (board[i][j] == '.') {
                    for (char c = '1'; c <= '9'; c++) {
                        if (isValid(board, i, j, c)) {
                            board[i][j] = c;
                            if (solve(board)) {
                                return true;
                            } else {
                                board[i][j] = '.'; // 回溯
                            }
                        }
                    }
                    return false; // 无解，回溯
                }
            }
        }
        return true; // 找到解
    }

    private boolean isValid(char[][] board, int row, int col, char c) {
        for (int i = 0; i < 9; i++) {
            if (board[i][col] == c) return false; // 检查列
            if (board[row][i] == c) return false; // 检查行
            if (board[3 * (row / 3) + i / 3][3 * (col / 3) + i % 3] == c) return false; // 检查 3x3 宫
        }
        return true;
    }
}
Python
class Solution:
    def solveSudoku(self, board: List[List[str]]) -> None:
        def solve():
            for i in range(9):
                for j in range(9):
                    if board[i][j] == '.':
                        for c in '123456789':
                            if isValid(i, j, c):
                                board[i][j] = c
                                if solve():
                                    return True
                                else:
                                    board[i][j] = '.'  # 回溯
                        return False  # 无解，回溯
            return True  # 找到解

        def isValid(i, j, c):
            for k in range(9):
                if board[i][k] == c or board[k][j] == c:
                    return False  # 检查行和列
                if board[3 * (i // 3) + k // 3][3 * (j // 3) + k % 3] == c:
                    return False  # 检查 3x3 宫
            return True
        solve()

38. 外观数列

给定一个正整数 n ，输出外观数列的第 n 项。

「外观数列」是一个整数序列，从数字 1 开始，序列中的每一项都是对前一项的描述。

你可以将其视作是由递归公式定义的数字字符串序列：

  • countAndSay(1) = "1"
  • countAndSay(n) 是对 countAndSay(n-1) 的描述，然后转换成另一个数字字符串。

前五项如下：

1.     1
2.     11
3.     21
4.     1211
5.     111221
第一项是数字 1 
描述前一项，这个数是 1 即 “ 一 个 1 ”，记作 "11"
描述前一项，这个数是 11 即 “ 二 个 1 ” ，记作 "21"
描述前一项，这个数是 21 即 “ 一 个 2 + 一 个 1 ” ，记作 "1211"
描述前一项，这个数是 1211 即 “ 一 个 1 + 一 个 2 + 二 个 1 ” ，记作 "111221"

要 描述 一个数字字符串，首先要将字符串分割为 最小 数量的组，每个组都由连续的最多 相同字符 组成。然后对于每个组，先描述字符的数量，然后描述字符，形成一个描述组。要将描述转换为数字字符串，先将每组中的字符数量用数字替换，再将所有描述组连接起来。

例如，数字字符串 "3322251" 的描述如下图：

示例 1：

输入：n = 1
输出："1"
解释：这是一个基本样例。

示例 2：

输入：n = 4
输出："1211"
解释：
countAndSay(1) = "1"
countAndSay(2) = 读 "1" = 一 个 1 = "11"
countAndSay(3) = 读 "11" = 二 个 1 = "21"
countAndSay(4) = 读 "21" = 一 个 2 + 一 个 1 = "12" + "11" = "1211"

解题思路

        要生成外观数列的第 n 项，我们可以从第 1 项开始，逐步构建直到第 n 项。对于每一项，我们都按照以下步骤来构建：

  1. 查看前一项的数字字符串。
  2. 从左到右扫描字符串，对连续的相同数字进行分组。
  3. 对每个分组，先记录数字的数量（即分组的长度），然后记录数字本身。
  4. 将上述所有分组的描述连在一起，形成新的数字字符串。
  5. 重复上述步骤直到达到第 n 项。

完整代码

Java
public class Solution {
    public String countAndSay(int n) {
        String s = "1";
        for (int i = 1; i < n; i++) {
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            char c = s.charAt(0);
            int count = 1;
            for (int j = 1; j < s.length(); j++) {
                if (s.charAt(j) == c) {
                    count++;  // 相同字符，计数增加
                } else {
                    sb.append(count).append(c);  // 不同字符，记录前一个字符的计数和字符
                    c = s.charAt(j);
                    count = 1;  // 重置计数
                }
            }
            sb.append(count).append(c);  // 记录最后一个字符的计数和字符
            s = sb.toString();
        }
        return s;
    }
}
Python
class Solution:
    def countAndSay(self, n: int) -> str:
        s = "1"
        for _ in range(n - 1):
            i, new_s = 0, ""
            while i < len(s):
                count = 1
                while i + 1 < len(s) and s[i] == s[i + 1]:
                    i += 1
                    count += 1
                new_s += str(count) + s[i]
                i += 1
            s = new_s
        return s

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目录 一.将页面显示在浏览器中 1.新建项目并导入页面 2.使用th标签 3.新建控制层 4.显示结果 二.将两个页面进行关联 1.提交表单 2.跳转页面 3.结果 三.登录账号名动态改变 1.获取登录表单数据 2.给页面传值 3.页面显示 4.结果 四.连接数据库 1.新建数据库 2.…
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tcp/ip协议2实现的插图，数据结构8 (30 - 32章)

tcp/ip协议2实现的插图，数据结构8 (30 - 32章)

(201) 201 三十0 中断优先级补充 (202) 202 三十1 TCP的用户需求 函tcp_usrreq一 (203) 203 三十2 TCP的用户需求 函tcp_usrreq二 (204) 204 三十3 TCP的用户需求 函tcp_usrreq三 (205) 205 三十4 TCP的用户需求 函tcp_usrreq四 (206) 206 三十5 TCP的用户需求 函tcp_usrreq五 …
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C语言 内存函数

C语言 内存函数

目录 前言 一、memcpy()函数 二、memmove()函数 三、memset函数 四、memcmp()函数 总结 前言 在C语言中内存是我们用来存储数据的地址&#xff0c;今天我们来讲一下C语言中常用的内存函数。 一、memcpy()函数 memcpy()函数与我们之前讲的strcpy()函数类似&#xff0c;只…
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[SAP ABAP] 创建事务码T-CODE

[SAP ABAP] 创建事务码T-CODE

如何让用户通过输入事务码T-CODE跳转到Z437_TEST_2024程序输出界面&#xff1f; 1.输入事务码SE39&#xff0c;进入到维护事务的界面 2.输入需要创建的事务码名称(一般情况下用Y或者Z开头)&#xff0c;点击【创建】 这里我们创建一个名为ZTEST437的事务代码 3.在创建事务的窗口…
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