leetcode 最常见的前端基础算法面试题（上）

转载

mob604756e679a4 2021-08-13 21:34:00

文章标签 子树二叉树入栈出栈递归 文章分类 数据结构与算法人工智能

把这些基础算法题掌握好，基础不牢地动山摇，后面中级题很多都是在这些基础题的基础上的。

二叉树（DFS）

二叉树前中后遍历套路详解

前序遍历题目如下：
root节点是A节点（下图的A节点），然后让你按照下图数字的顺序依次打印出节点。
leetcode 最常见的前端基础算法面试题（上）_出栈

我们可以看到这其中的规律，就是深度优先遍历，先遍历左子树，再遍历右子树，这里我们不用递归，因为一些大厂严格要求二叉树遍历不用递归，递归太简单了。

重点思路就是：深度优先遍历，先遍历左子树，再遍历右子树，

所以，我们需要一套如何遍历一颗二叉树，并且是先左子树，再右子树的通用模板，如下

var Traversal = function(root) {
    const stack = [];
    while (root || stack.length){
      while(root){
        stack.push(root);
        root = root.left;
      }
      root = stack.pop();
      root = root.right;
    }
    return res;
};

我们结合图片发现这个遍历产生的整体压栈的顺序是

A、B、D入栈，
D出栈
B出栈
E入栈
E出栈
A出栈
C入栈
C出栈
F入栈
F出栈

我们把上面入栈的元素按顺序排列一下就是，A、B、D、E、C、F，而这就是前序遍历的顺序！解答完毕！

是不是很有意思，下面的中序遍历，我们看看出栈顺序是不是中序遍历的要求：D、B、E、A、C、F（这就是中序遍历的要求，好了，两个题解决）

放具体前序遍历代码：

var preorderTraversal = function(root) {
    // 初始化数据
    const res =[];
    const stack = [];
    while (root || stack.length){
      while(root){
        res.push(root.val);
        stack.push(root);
        root = root.left;
      }
      root = stack.pop();
      root = root.right;
    }
    return res;
};

中序遍历是一个意思，在前序遍历的基础上改造一下
leetcode 最常见的前端基础算法面试题（上）_子树_02

var preorderTraversal = function(root) {
    // 初始化数据
    const res =[];
    const stack = [];
    while (root || stack.length){
      while(root){
        stack.push(root);
        root = root.left;
      }
      root = stack.pop();
      res.push(root.val);
      root = root.right;
    }
    return res;
};

后序遍历有点不太一样，但是套路是一样的，我们需要先遍历右子树，再遍历左子树，反着来，就可以了，代码如下：
leetcode 最常见的前端基础算法面试题（上）_子树_03

var postorderTraversal = function(root) {
  // 初始化数据
    const res =[];
    const stack = [];
    while (root || stack.length){
      while(root){
        stack.push(root);
        res.unshift(root.val);
        root = root.right;
      }
      root = stack.pop();
      root = root.left;
    }
    return res;
};

对称二叉树

这个题简而言之就是判断一个二叉树是对称的，比如说：
二叉树 [1,2,2,3,4,4,3] 是对称的。

但是下面这个 [1,2,2,null,3,null,3] 则不是镜像对称的:

思路：
递归解决：

判断两个指针当前节点值是否相等
判断 A 的右子树与 B 的左子树是否对称
判断 A 的左子树与 B 的右子树是否对称

function isSame(leftNode, rightNode){
    if(leftNode === null && rightNode === null) return true;
    if(leftNode === null || rightNode === null) return false;
    return leftNode.val === rightNode.val && isSame(leftNode.left, rightNode.right) && isSame(leftNode.right, rightNode.left)
}
var isSymmetric = function(root) {
    if(!root) return root;
    return isSame(root.left, root.right);
};

二叉树的最大深度

这个题在面试滴滴的时候遇到过，主要是掌握二叉树遍历的套路

只要遍历到这个节点既没有左子树，又没有右子树的时候
说明就到底部了，这个时候如果之前记录了深度，就可以比较是否比之前记录的深度大，大就更新深度
然后以此类推，一直比较到深度最大的

var maxDepth = function(root) {
    if(!root) return root;
    let ret = 1;
    function dfs(root, depth){
        if(!root.left && !root.right) ret = Math.max(ret, depth);
        if(root.left) dfs(root.left, depth+1);
        if(root.right) dfs(root.right, depth+1);
    }
    dfs(root, ret);
    return ret
};

将有序数组转化为二叉搜索树

我们先看题：
给你一个整数数组 nums ，其中元素已经按升序排列，请你将其转换为一棵高度平衡二叉搜索树。
高度平衡二叉树是一棵满足「每个节点的左右两个子树的高度差的绝对值不超过 1 」的二叉树。
示例 1：
leetcode 最常见的前端基础算法面试题（上）_二叉树_04

输入：nums = [-10,-3,0,5,9]
输出：[0,-3,9,-10,null,5]
解释：[0,-10,5,null,-3,null,9] 也将被视为正确答案：

示例 2：
leetcode 最常见的前端基础算法面试题（上）_子树_05

输入：nums = [1,3]
输出：[3,1]
解释：[1,3] 和 [3,1] 都是高度平衡二叉搜索树。
 

提示：

1 <= nums.length <= 104
-104 <= nums[i] <= 104
nums 按 严格递增 顺序排列

思路：

构建一颗树包括：构建root、构建 root.left 和 root.right
题目要求"高度平衡" — 构建 root 时候，选择数组的中间元素作为 root 节点值，即可保持平衡。
递归函数可以传递数组，也可以传递指针，选择传递指针的时候：l r 分别代表参与构建BST的数组的首尾索引。

var sortedArrayToBST = function(nums) {
    return toBST(nums, 0, nums.length - 1)
};
const toBST = function(nums, l, r){
    if( l > r){
        return null;
    }
    const mid = l + r >> 1;
    const root = new TreeNode(nums[mid]);
    root.left = toBST(nums, l, mid - 1);
    root.right = toBST(nums, mid + 1, r);

    return root;
}

栈

栈是一种先进先出的数据结构，所以涉及到你需要先进先出这个想法后，就可以使用栈。

其次我觉得栈跟递归很相似，递归是不是先压栈，然后先进来的先出去，就跟函数调用栈一样。

有效的括号

这是一道很典型的用栈解决的问题，给定一个只包括 '('，')'，'{'，'}'，'['，']' 的字符串 s ，判断字符串是否有效。

有效字符串需满足：
左括号必须用相同类型的右括号闭合。左括号必须以正确的顺序闭合。

示例 1：

输入：s = "()"
输出：true
示例 2：

输入：s = "()[]{}"
输出：true
示例 3：

输入：s = "(]"
输出：false
示例 4：

输入：s = "([)]"
输出：false

思路：这道题有一规律：
1.右括号前面，必须是相对应的左括号，才能抵消！
2.右括号前面，不是对应的左括号，那么该字符串，一定不是有效的括号！
也就是说左括号我们直接放入栈中即可，发现是右括号就要对比是否跟栈顶元素相匹配，不匹配就返回false

var isValid = function(s) {
    const map = { '{': '}', '(': ')', '[': ']' };
    const stack = [];
    for(let i of s){
        if(map[i]){
            stack.push(i);
        } else {
            if(map[stack[stack.length - 1]] === i){
                stack.pop()
            }else{
                return false;
            }
        }
    }
    return stack.length === 0;
};

最小栈

先看题目：
设计一个支持 push ，pop ，top 操作，并能在常数时间内检索到最小元素的栈。

push(x) —— 将元素 x 推入栈中。
pop() —— 删除栈顶的元素。
top() —— 获取栈顶元素。
getMin() —— 检索栈中的最小元素。

示例:

MinStack minStack = new MinStack();
minStack.push(-2);
minStack.push(0);
minStack.push(-3);
minStack.getMin();   --> 返回 -3.
minStack.pop();
minStack.top();      --> 返回 0.
minStack.getMin();   --> 返回 -2.

提示：

pop、top 和 getMin 操作总是在 非空栈 上调用。

我们先不写getMin方法，满足其他方法实现就非常简单，我们来看一下：

var MinStack = function() {
    this.stack = [];
};

MinStack.prototype.push = function(x) {
    this.stack.push(x);
};

MinStack.prototype.pop = function() {
    this.stack.pop();
};

MinStack.prototype.top = function() {
    return this.stack[this.stack.length - 1];
};

如何保证每次取最小呢，我们举一个例子：
leetcode 最常见的前端基础算法面试题（上）_子树_06

如上图，我们需要一个辅助栈来记录最小值，

开始我们向stack push -2
此时辅助栈minStack，因为此时stack最小的是-2，也push -2
stack push 0
此时辅助站minStack 会用 0 跟 -2对比，-2更小，minstack会push -2
stack push -3
此时辅助站minStack 会用 -3 跟 -2对比，-3更小，minstack会push -3

所以我们取最小的时候，总能在minStack中取到最小值，所以解法就出来了：

var MinStack = function() {
    this.stack = [];
    // 辅助栈
    this.minStack = [];
};

MinStack.prototype.push = function(x) {
    this.stack.push(x);
    // 如果是第一次或者当前x比最小栈里的最小值还小才push x
    if(this.minStack.length === 0 || x < this.minStack[this.minStack.length - 1]){
        this.minStack.push(x)
    } else {
         this.minStack.push( this.minStack[this.minStack.length - 1])
    }
};

MinStack.prototype.pop = function() {
    this.stack.pop();
    this.minStack.pop();
};

MinStack.prototype.top = function() {
    return this.stack[this.stack.length - 1];
};

MinStack.prototype.getMin = function() {
    return this.minStack[this.stack.length - 1];
};

动态规划

动态规划，一定要知道动态转移方程，有了这个，就相当于解题的钥匙，我们从题目中体会一下

最大子序和

题目如下：
给定一个整数数组 nums ，找到一个具有最大和的连续子数组（子数组最少包含一个元素），返回其最大和。

示例 1：

输入：nums = [-2,1,-3,4,-1,2,1,-5,4]
输出：6
解释：连续子数组 [4,-1,2,1] 的和最大，为 6 。
示例 2：

输入：nums = [1]
输出：1
示例 3：

输入：nums = [0]
输出：0

思路：

这道题可以用动态规划来解决，关键是找动态转移方程
我们动态转移方程中，dp表示每一个nums下标的最大自序和，所以dp[i]的意思为：包括下标i之前的最大连续子序列和为dp[i]。

确定转义方程的公示：

dp[i]只有两个方向可以推出来：

1、如果dp[i - 1] < 0，也就是当前遍历到nums的i，之前的最大子序和是负数，那么我们就没必要继续加它了，因为dp[i] = dp[i - 1] + nums[i] 会比nums[i]更小，所以此时还不如dp[i] = nums[i]，就是目前遍历到i的最大子序和呢
2、同理dp[i - 1] > 0，说明nums[i]值得去加dp[i - 1]，此时回避nums[i]更大

这样代码就出来了，其实更多的就是求dp，遍历nums每一个下标都会产生最大子序和，我们记录下来即可

var maxSubArray = function(nums) {
  let res = nums[0];
  const dp = [nums[0]];
  for(let i=1;i < nums.length;i++){
      if(dp[i-1]>0){
        dp[i]=nums[i]+dp[i-1]
      }else{
       dp[i]=nums[i]
      }
      
    res=Math.max(dp[i],res)
  }
    return res
};

爬楼梯

先看题目：
假设你正在爬楼梯。需要 n 阶你才能到达楼顶。
每次你可以爬 1 或 2 个台阶。你有多少种不同的方法可以爬到楼顶呢？
注意：给定 n 是一个正整数。

示例 1：

输入： 2
输出： 2
解释： 有两种方法可以爬到楼顶。
1.  1 阶 + 1 阶
2.  2 阶
示例 2：

输入： 3
输出： 3
解释： 有三种方法可以爬到楼顶。
1.  1 阶 + 1 阶 + 1 阶
2.  1 阶 + 2 阶
3.  2 阶 + 1 阶

涉及到动态规划，一定要知道动态转移方程，有了这个，就相当于解题的钥匙，

这道题我们假设dp[10]表示爬到是你爬到10阶就到达楼顶的方法数，

那么，dp[10] 是不是就是你爬到8阶，然后再走2步就到了，还有你走到9阶，再走1步就到了，

所以 dp[10] 是不是等于 dp[9]+dp[8]

延伸一下 dp[n] 是不是等于 dp[n - 1] + dp[n - 2]

代码如下：

var climbStairs = function(n) {
    const dp = {};
    dp[1] = 1;
    dp[2] = 2;
    for(let i = 3; i <= n; i++){
        dp[i] = dp[i-1] + dp[i-2]
    }
    return dp[n]
};

本文章为转载内容，我们尊重原作者对文章享有的著作权。如有内容错误或侵权问题，欢迎原作者联系我们进行内容更正或删除文章。