Задача: 74. Search a 2D Matrix
Сложность: medium

Вам дана матрица из целых чисел размером m на n с следующими двумя свойствами:

Каждая строка отсортирована в порядке неубывания.
Первое число каждой строки больше последнего числа предыдущей строки.
Дано целое число target. Верните true, если target присутствует в матрице, и false в противном случае.

Вы должны написать решение с временной сложностью O(log(m * n)).

Пример:

Input: matrix = [[1,3,5,7],[10,11,16,20],[23,30,34,60]], target = 3
Output: true

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Инициализируйте индексы слева и справа: left = 0 и right = m x n - 1.

2⃣Пока left <= right:
Выберите индекс посередине виртуального массива в качестве опорного индекса: pivot_idx = (left + right) / 2.

3⃣Индекс соответствует row = pivot_idx // n и col = pivot_idx % n в исходной матрице, и, следовательно, можно получить pivot_element. Этот элемент делит виртуальный массив на две части.
Сравните pivot_element и target, чтобы определить, в какой части нужно искать target.

😎 Решение:

class Solution {
    public boolean searchMatrix(int[][] matrix, int target) {
        int m = matrix.length;
        if (m == 0) return false;
        int n = matrix[0].length;

        int left = 0, right = m * n - 1;
        int pivotIdx, pivotElement;
        while (left <= right) {
            pivotIdx = (left + right) / 2;
            pivotElement = matrix[pivotIdx / n][pivotIdx % n];
            if (target == pivotElement) return true;
            else {
                if (target < pivotElement) right = pivotIdx - 1;
                else left = pivotIdx + 1;
            }
        }
        return false;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 865. Smallest Subtree with all the Deepest Nodes
Сложность: medium

Дан корень бинарного дерева, глубина каждого узла — это кратчайшее расстояние до корня.

Верните наименьшее поддерево, которое содержит все самые глубокие узлы в исходном дереве.

Узел называется самым глубоким, если у него наибольшая возможная глубина среди всех узлов в дереве.

Поддерево узла — это дерево, состоящее из этого узла и всех его потомков.

Пример:

Input: root = [3,5,1,6,2,0,8,null,null,7,4]
Output: [2,7,4]
Explanation: We return the node with value 2, colored in yellow in the diagram.
The nodes coloured in blue are the deepest nodes of the tree.
Notice that nodes 5, 3 and 2 contain the deepest nodes in the tree but node 2 is the smallest subtree among them, so we return it.

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣В первой фазе используем поиск в глубину (DFS), чтобы аннотировать узлы. Каждый узел будет хранить информацию о своей глубине и о самой большой глубине среди его потомков.

2⃣Во второй фазе также используем DFS для функции answer(node), которая возвращает наименьшее поддерево, содержащее все самые глубокие узлы. Функция сравнивает глубины левых и правых поддеревьев узла для определения наименьшего поддерева.

3⃣Функция answer(node) возвращает поддерево, которое содержит все самые глубокие узлы всего дерева, а не только рассматриваемого поддерева.

😎 Решение:

class Solution {
    Map<TreeNode, Integer> depth;
    int maxDepth;

    public TreeNode subtreeWithAllDeepest(TreeNode root) {
        depth = new HashMap<>();
        depth.put(null, -1);
        dfs(root, null);
        maxDepth = depth.values().stream().max(Integer::compare).orElse(-1);
        return answer(root);
    }

    private void dfs(TreeNode node, TreeNode parent) {
        if (node != null) {
            depth.put(node, depth.get(parent) + 1);
            dfs(node.left, node);
            dfs(node.right, node);
        }
    }

    private TreeNode answer(TreeNode node) {
        if (node == null || depth.get(node) == maxDepth) return node;
        TreeNode L = answer(node.left), R = answer(node.right);
        if (L != null && R != null) return node;
        return L != null ? L : R;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 112. Path Sum
Сложность: easy

Дан корень бинарного дерева и целое число targetSum. Верните true, если в дереве существует путь от корня до листа, такой, что сумма всех значений вдоль пути равна targetSum.

Лист — это узел без детей.

Пример:

Input: root = [5,4,8,11,null,13,4,7,2,null,null,null,1], targetSum = 22
Output: true
Explanation: The root-to-leaf path with the target sum is shown.

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Инициализация стека: Начать с помещения в стек корневого узла и соответствующей оставшейся суммы, равной sum - root.val.

2⃣Обработка узлов: Извлечь текущий узел из стека и вернуть True, если оставшаяся сумма равна 0 и узел является листом.

3⃣Добавление дочерних узлов в стек: Если оставшаяся сумма не равна нулю или узел не является листом, добавить в стек дочерние узлы с соответствующими оставшимися суммами.

😎 Решение:

class Solution {
    public boolean hasPathSum(TreeNode root, int sum) {
        if (root == null) return false;

        LinkedList<TreeNode> node_stack = new LinkedList();
        LinkedList<Integer> sum_stack = new LinkedList();
        node_stack.add(root);
        sum_stack.add(sum - root.val);

        TreeNode node;
        int curr_sum;
        while (!node_stack.isEmpty()) {
            node = node_stack.pollLast();
            curr_sum = sum_stack.pollLast();
            if (
                (node.right == null) && (node.left == null) && (curr_sum == 0)
            ) return true;

            if (node.right != null) {
                node_stack.add(node.right);
                sum_stack.add(curr_sum - node.right.val);
            }
            if (node.left != null) {
                node_stack.add(node.left);
                sum_stack.add(curr_sum - node.left.val);
            }
        }
        return false;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 1506. Find Root of N-Ary Tree
Сложность: medium

Вам даны все узлы N-арного дерева в виде массива объектов Node, где каждый узел имеет уникальное значение.

Верните корень N-арного дерева.

Пример:

Input: tree = [1,null,3,2,4,null,5,6]
Output: [1,null,3,2,4,null,5,6]
Explanation: The tree from the input data is shown above.
The driver code creates the tree and gives findRoot the Node objects in an arbitrary order.
For example, the passed array could be [Node(5),Node(4),Node(3),Node(6),Node(2),Node(1)] or [Node(2),Node(6),Node(1),Node(3),Node(5),Node(4)].
The findRoot function should return the root Node(1), and the driver code will serialize it and compare with the input data.
The input data and serialized Node(1) are the same, so the test passes.

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Используйте хэшсет (named as seen) для отслеживания всех посещенных дочерних узлов. В конечном итоге корневой узел не будет в этом множестве.

2⃣Выполняйте первую итерацию, проходя по элементам входного списка. Для каждого элемента добавляйте его дочерние узлы в хэшсет seen. Поскольку значение каждого узла уникально, можно добавлять либо сам узел, либо просто его значение в хэшсет.

3⃣Посетите список еще раз. На этот раз у нас будут все дочерние узлы в хэшсете. Как только вы наткнетесь на узел, который не находится в хэшсете, это и будет корневой узел, который мы ищем.

😎 Решение:

class Solution {
    public Node findRoot(List<Node> tree) {
        HashSet<Integer> seen = new HashSet<Integer>();

        for (Node node : tree) {
            for (Node child : node.children) {
                seen.add(child.val);
            }
        }

        Node root = null;
        for (Node node : tree) {
            if (!seen.contains(node.val)) {
                root = node;
                break;
            }
        }
        return root;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 937. Reorder Data in Log Files
Сложность: medium

Вам дается массив журналов. Каждый журнал представляет собой строку слов, ограниченную пробелами, где первое слово является идентификатором. Существует два типа журналов: Буквенные журналы: Все слова (кроме идентификатора) состоят из строчных английских букв. Цифровые журналы: Все слова (кроме идентификатора) состоят из цифр. Упорядочите эти журналы таким образом: буквенные журналы идут перед всеми цифровыми журналами. Буквенные журналы сортируются лексикографически по их содержанию. Если их содержимое одинаково, то отсортируйте их лексикографически по их идентификаторам. Цифровые журналы сохраняют свой относительный порядок. Верните окончательный порядок журналов.

Пример:

Input: logs = ["dig1 8 1 5 1","let1 art can","dig2 3 6","let2 own kit dig","let3 art zero"]
Output: ["let1 art can","let3 art zero","let2 own kit dig","dig1 8 1 5 1","dig2 3 6"]

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Разделить журналы на буквенные и цифровые.

2⃣Отсортировать буквенные журналы:
Лексикографически по содержимому.
Если содержимое одинаково, отсортировать по идентификатору.
Объединить отсортированные буквенные журналы и цифровые журналы в исходном порядке.

3⃣Вернуть окончательный результат.

😎 Решение:

import java.util.Arrays;

class Solution {
    public String[] reorderLogFiles(String[] logs) {
        Arrays.sort(logs, (log1, log2) -> {
            String[] split1 = log1.split(" ", 2);
            String[] split2 = log2.split(" ", 2);
            boolean isDigit1 = Character.isDigit(split1[1].charAt(0));
            boolean isDigit2 = Character.isDigit(split2[1].charAt(0));
            
            if (!isDigit1 && !isDigit2) {
                int cmp = split1[1].compareTo(split2[1]);
                if (cmp != 0) return cmp;
                return split1[0].compareTo(split2[0]);
            }
            return isDigit1 ? 1 : -1;
        });
        return logs;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 684. Redundant Connection
Сложность: medium

В этой задаче дерево — это неориентированный граф, который является связным и не содержит циклов.

Вам дан граф, который изначально был деревом с n узлами, пронумерованными от 1 до n, и к которому добавили одно дополнительное ребро. Добавленное ребро соединяет две разные вершины, выбранные из 1 до n, и это ребро не существовало ранее. Граф представлен массивом edges длины n, где edges[i] = [ai, bi] указывает на то, что существует ребро между узлами ai и bi в графе.

Верните ребро, которое можно удалить, чтобы результирующий граф стал деревом из n узлов. Если существует несколько ответов, верните тот, который встречается последним в исходных данных.
Пример:

Input: edges = [[1,2],[1,3],[2,3]]
Output: [2,3]

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Для каждого ребра (u, v) создайте представление графа с использованием списка смежности. Это позволит легко выполнять обход в глубину (DFS) для проверки соединений между узлами.

2⃣Выполняйте обход в глубину для каждого ребра, временно удаляя его из графа. Проверьте, можно ли соединить узлы u и v с помощью обхода в глубину. Если узлы остаются соединенными, значит, это ребро является дублирующимся.

3⃣Верните дублирующееся ребро, которое встречается последним в исходных данных. Это обеспечит корректность решения, даже если существует несколько ответов.

😎 Решение:

class Solution {
    Set<Integer> seen = new HashSet<>();
    int MAX_EDGE_VAL = 1000;

    public int[] findRedundantConnection(int[][] edges) {
        ArrayList<Integer>[] graph = new ArrayList[MAX_EDGE_VAL + 1];
        for (int i = 0; i <= MAX_EDGE_VAL; i++) {
            graph[i] = new ArrayList<>();
        }

        for (int[] edge : edges) {
            seen.clear();
            if (!graph[edge[0]].isEmpty() && !graph[edge[1]].isEmpty() &&
                    dfs(graph, edge[0], edge[1])) {
                return edge;
            }
            graph[edge[0]].add(edge[1]);
            graph[edge[1]].add(edge[0]);
        }
        throw new AssertionError();
    }

    public boolean dfs(ArrayList<Integer>[] graph, int source, int target) {
        if (!seen.contains(source)) {
            seen.add(source);
            if (source == target) return true;
            for (int nei : graph[source]) {
                if (dfs(graph, nei, target)) return true;
            }
        }
        return false;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 250. Count Univalue Subtrees
Сложность: medium

Дан корень бинарного дерева, верните количество поддеревьев с одинаковыми значениями.

Поддерево с одинаковыми значениями означает, что все узлы поддерева имеют одно и то же значение.

Пример:

Input: root = [5,1,5,5,5,null,5]
Output: 4

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Создайте целочисленную переменную count для подсчета количества поддеревьев с одинаковыми значениями. Инициализируйте её значением 0.

2⃣Выполните обход в глубину (DFS) для данного бинарного дерева. Выполните dfs(root), где dfs — это рекурсивный метод, который принимает узел TreeNode в качестве параметра, от которого начинается обход. Метод возвращает логическое значение, указывающее, является ли поддерево, укоренённое в этом узле, поддеревом с одинаковыми значениями. Выполните следующие действия в этом методе:
Если узел равен null, верните true.
Рекурсивно проверьте, образует ли левый потомок поддерево с одинаковыми значениями. Выполните isLeftUniValue = dfs(node.left).
Рекурсивно проверьте, образует ли правый потомок поддерево с одинаковыми значениями. Выполните isRightUniValue = dfs(node.right).
Если оба потомка образуют поддеревья с одинаковыми значениями, т.е. isLeftUniValue && isRightUniValue равно true, сравните значения потомков узла со значением самого узла. Если левый потомок существует и node.left.val != node.val, верните false, так как значения не совпадают и мы не имеем поддерева с одинаковыми значениями. Аналогично, если правый потомок существует и node.right.val != node.val, верните false. В противном случае, увеличьте count на 1 и верните true.
В противном случае, одно или оба поддерева потомков не образуют поддеревья с одинаковыми значениями, поэтому дерево, укоренённое в node, также не может быть таким поддеревом. Верните false.

3⃣Верните count.

😎 Решение:

class TreeNode {
    int val;
    TreeNode left;
    TreeNode right;
    TreeNode(int x) { val = x; }
}

class Solution {
    private int count = 0;

    private boolean dfs(TreeNode node) {
        if (node == null) {
            return true;
        }

        boolean isLeftUniValue = dfs(node.left);
        boolean isRightUniValue = dfs(node.right);

        if (isLeftUniValue && isRightUniValue) {
            if (node.left != null && node.left.val != node.val) {
                return false;
            }
            if (node.right != null && node.right.val != node.val) {
                return false;
            }
            count++;
            return true;
        }
        return false;
    }

    public int countUnivalSubtrees(TreeNode root) {
        dfs(root);
        return count;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 1252. Cells with Odd Values in a Matrix
Сложность: easy

Имеется матрица m x n, которая инициализирована всеми 0. Имеется двумерный массив indices, в котором каждый indices[i] = [ri, ci] представляет собой местоположение с индексом 0 для выполнения некоторых операций инкремента над матрицей. Для каждого местоположения indices[i] выполните оба следующих действия: увеличьте все ячейки в строке ri. Увеличьте все ячейки в столбце ci. Учитывая m, n и indices, верните количество нечетных ячеек в матрице после применения инкремента ко всем местоположениям в indices.

Пример:

Input: nums = [12,5,7,23]
Output: true

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Инициализируйте два массива: один для подсчета количества инкрементов каждой строки, другой - каждого столбца.

2⃣Для каждого элемента в indices увеличьте счетчики соответствующих строк и столбцов.

3⃣Подсчитайте количество нечетных ячеек, используя информацию о количестве инкрементов каждой строки и столбца.

😎 Решение:

public class Solution {
    public int oddCells(int m, int n, int[][] indices) {
        int[] row_count = new int[m];
        int[] col_count = new int[n];

        for (int[] index : indices) {
            row_count[index[0]]++;
            col_count[index[1]]++;
        }

        int odd_count = 0;
        for (int i = 0; i < m; i++) {
            for (int j = 0; j < n; j++) {
                if ((row_count[i] + col_count[j]) % 2 == 1) {
                    odd_count++;
                }
            }
        }

        return odd_count;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 199. Binary Tree Right Side View
Сложность: medium

Дано корень бинарного дерева, представьте, что вы стоите с правой стороны от него, верните значения узлов, которые вы видите, упорядоченные сверху вниз.

Пример:

Input: root = [1,2,3,null,5,null,4]
Output: [1,3,4]

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Инициализируйте список правого обзора rightside. Инициализируйте две очереди: одну для текущего уровня и одну для следующего. Добавьте корень в очередь nextLevel.

2⃣Пока очередь nextLevel не пуста:
Инициализируйте текущий уровень: currLevel = nextLevel и очистите очередь следующего уровня nextLevel.
Пока очередь текущего уровня не пуста:
Извлеките узел из очереди текущего уровня.
Добавьте сначала левый, а затем правый дочерний узел в очередь nextLevel.
Теперь очередь currLevel пуста, и узел, который у нас есть, является последним и составляет часть правого обзора. Добавьте его в rightside.

3⃣Верните rightside.

😎 Решение:

class Solution {
    public List<Integer> rightSideView(TreeNode root) {
        if (root == null) return new ArrayList<Integer>();

        ArrayDeque<TreeNode> nextLevel = new ArrayDeque() {
            {
                offer(root);
            }
        };
        ArrayDeque<TreeNode> currLevel = new ArrayDeque();
        List<Integer> rightside = new ArrayList();

        TreeNode node = null;
        while (!nextLevel.isEmpty()) {
            currLevel = nextLevel;
            nextLevel = new ArrayDeque<>();

            while (!currLevel.isEmpty()) {
                node = currLevel.poll();

                if (node.left != null) nextLevel.offer(node.left);
                if (node.right != null) nextLevel.offer(node.right);
            }

            if (currLevel.isEmpty()) rightside.add(node.val);
        }
        return rightside;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 751. IP to CIDR
Сложность: medium

Дан указатель на начало односвязного списка и два целых числа left и right, где left <= right. Необходимо перевернуть узлы списка, начиная с позиции left и заканчивая позицией right, и вернуть измененный список.

Пример:

Input: ip = "255.0.0.7", n = 10
Output: ["255.0.0.7/32","255.0.0.8/29","255.0.0.16/32"]

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Преобразовать начальный IP-адрес в целое число.

2⃣Пока количество оставшихся IP-адресов n больше нуля: Определить наибольший блок, который начинается с текущего IP-адреса и не превышает количество оставшихся IP-адресов. Добавить этот блок к результату. Увеличить текущий IP-адрес на размер блока. Уменьшить количество оставшихся IP-адресов n.

3⃣Преобразовать блоки обратно в формат CIDR и вернуть их.

😎 Решение:

public class Solution {
    private int ipToInt(String ip) {
        String[] parts = ip.split("\\.");
        return (Integer.parseInt(parts[0]) << 24) + (Integer.parseInt(parts[1]) << 16) +
               (Integer.parseInt(parts[2]) << 8) + Integer.parseInt(parts[3]);
    }

    private String intToIp(int num) {
        return String.format("%d.%d.%d.%d", (num >> 24) & 255, (num >> 16) & 255, (num >> 8) & 255, num & 255);
    }

    private String cidr(String ip, int prefixLength) {
        return ip + "/" + prefixLength;
    }

    public List<String> findCidrBlocks(String startIp, int n) {
        int start = ipToInt(startIp);
        List<String> result = new ArrayList<>();
        
        while (n > 0) {
            int maxSize = 1;
            while (maxSize <= start && maxSize <= n) {
                maxSize <<= 1;
            }
            maxSize >>= 1;
            
            while (start % maxSize != 0) {
                maxSize >>= 1;
            }
            
            result.add(cidr(intToIp(start), 32 - Integer.bitCount(maxSize - 1) + 1));
            start += maxSize;
            n -= maxSize;
        }
        
        return result;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 861. Score After Flipping Matrix
Сложность: medium

Вам дана бинарная матрица grid размером m x n.

Ход состоит из выбора любой строки или столбца и переключения каждого значения в этой строке или столбце (т.е. изменение всех 0 на 1, и всех 1 на 0).

Каждая строка матрицы интерпретируется как двоичное число, и счёт матрицы — это сумма этих чисел.

Верните наивысший возможный счёт после выполнения любого количества ходов (включая ноль ходов).

Пример:

Input: grid = [[0,0,1,1],[1,0,1,0],[1,1,0,0]]
Output: 39
Explanation: 0b1111 + 0b1001 + 0b1111 = 15 + 9 + 15 = 39

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Инициализируйте переменные: m и n для количества строк и столбцов в grid, score для хранения максимального счёта матрицы. Пройдитесь по первому столбцу матрицы. Если элемент равен 0, переверните всю строку.

2⃣Пройдитесь по матрице от второго до последнего столбца. Для каждого столбца посчитайте количество нулей (countZero). Если количество нулей больше, переверните весь столбец.

3⃣Пройдитесь по модифицированной матрице. Для каждого элемента добавьте его к score, сдвинув влево на значение текущего столбца. Верните score, который хранит наивысший возможный счёт матрицы.

😎 Решение:

class Solution {
    public int matrixScore(int[][] grid) {
        int m = grid.length, n = grid[0].length;

        for (int i = 0; i < m; i++) {
            if (grid[i][0] == 0) {
                for (int j = 0; j < n; j++) {
                    grid[i][j] ^= 1;
                }
            }
        }

        for (int j = 1; j < n; j++) {
            int countZero = 0;
            for (int i = 0; i < m; i++) {
                if (grid[i][j] == 0) {
                    countZero++;
                }
            }
            if (countZero > m / 2) {
                for (int i = 0; i < m; i++) {
                    grid[i][j] ^= 1;
                }
            }
        }

        int score = 0;
        for (int i = 0; i < m; i++) {
            for (int j = 0; j < n; j++) {
                if (grid[i][j] == 1) {
                    score += 1 << (n - j - 1);
                }
            }
        }

        return score;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 72. Edit Distance
Сложность: medium

Даны два слова word1 и word2. Верните минимальное количество операций, необходимых для преобразования word1 в word2.

Доступны следующие три операции над словом:
Вставить символ.
Удалить символ.
Заменить символ.

Пример:

Input: word1 = "horse", word2 = "ros"
Output: 3
Explanation: 
horse -> rorse (replace 'h' with 'r')
rorse -> rose (remove 'r')
rose -> ros (remove 'e')

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Подход динамического программирования с верху вниз реализуется путем добавления кэширования в рекурсивные вызовы функций. Например, в рекурсивном вызове будут следующие параметры: word1 = abc, word2 = ad, word1Index = 2 (с индексацией от нуля) и word2Index = 1 (с индексацией от нуля).

2⃣Для кэширования результата данной подзадачи необходимо использовать структуру данных, которая хранит результат для word1, заканчивающегося на индексе word1Index, то есть 2, и word2, заканчивающегося на word2Index, то есть 1. Один из возможных способов реализации - использование двумерного массива, например, memo, где memo[word1Index][word2Index] кэширует результат для word1, заканчивающегося на word1Index, и word2, заканчивающегося на word2Index.

3⃣Индексы word1Index и word2Index указывают на текущие символы строк word1 и word2 соответственно. Алгоритм реализуется по следующей схеме: перед вычислением результата подзадачи проверяется, не сохранен ли он уже в memo[word1Index][word2Index]. Если да, то возвращается сохраненный результат. После вычисления результата каждой подзадачи результат сохраняется в memo для будущего использования.

😎 Решение:

class Solution {
    Integer memo[][];

    public int minDistance(String word1, String word2) {
        memo = new Integer[word1.length() + 1][word2.length() + 1];
        return minDistanceRecur(word1, word2, word1.length(), word2.length());
    }

    int minDistanceRecur(
        String word1,
        String word2,
        int word1Index,
        int word2Index
    ) {
        if (word1Index == 0) {
            return word2Index;
        }
        if (word2Index == 0) {
            return word1Index;
        }
        if (memo[word1Index][word2Index] != null) {
            return memo[word1Index][word2Index];
        }
        int minEditDistance = 0;
        if (word1.charAt(word1Index - 1) == word2.charAt(word2Index - 1)) {
            minEditDistance = minDistanceRecur(
                word1,
                word2,
                word1Index - 1,
                word2Index - 1
            );
        } else {
            int insertOperation = minDistanceRecur(
                word1,
                word2,
                word1Index,
                word2Index - 1
            );
            int deleteOperation = minDistanceRecur(
                word1,
                word2,
                word1Index - 1,
                word2Index
            );
            int replaceOperation = minDistanceRecur(
                word1,
                word2,
                word1Index - 1,
                word2Index - 1
            );
            minEditDistance = Math.min(
                insertOperation,
                Math.min(deleteOperation, replaceOperation)
            ) +
            1;
        }
        memo[word1Index][word2Index] = minEditDistance;
        return minEditDistance;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 261. Graph Valid Tree
Сложность: medium

У вас есть граф из n узлов, помеченных от 0 до n - 1. Вам даны целое число n и список рёбер, где edges[i] = [ai, bi] указывает на то, что существует неориентированное ребро между узлами ai и bi в графе.

Верните true, если рёбра данного графа образуют допустимое дерево, и false в противном случае.

Пример:

Input: n = 5, edges = [[0,1],[0,2],[0,3],[1,4]]
Output: true

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Проверьте, что количество рёбер равно n - 1. Если нет, верните false.

2⃣Используйте итеративный обход в глубину (DFS) для проверки связности графа и отсутствия циклов. Создайте стек для хранения узлов для посещения и множество для отслеживания посещённых узлов. Начните с узла 0.

3⃣Если все узлы посещены и циклы не обнаружены, верните true. В противном случае, верните false.

😎 Решение:

import java.util.*;

class Solution {
    public boolean validTree(int n, int[][] edges) {
        if (edges.length != n - 1) {
            return false;
        }
        
        List<List<Integer>> adjList = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            adjList.add(new ArrayList<>());
        }
        for (int[] edge : edges) {
            adjList.get(edge[0]).add(edge[1]);
            adjList.get(edge[1]).add(edge[0]);
        }
        
        Map<Integer, Integer> parent = new HashMap<>();
        parent.put(0, -1);
        Queue<Integer> queue = new LinkedList<>();
        queue.add(0);
        
        while (!queue.isEmpty()) {
            int node = queue.poll();
            for (int neighbor : adjList.get(node)) {
                if (neighbor == parent.get(node)) {
                    continue;
                }
                if (parent.containsKey(neighbor)) {
                    return false;
                }
                parent.put(neighbor, node);
                queue.add(neighbor);
            }
        }
        
        return parent.size() == n;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 1522. Diameter of N-Ary Tree
Сложность: medium

Дано корневое дерево N-арности, нужно вычислить длину диаметра дерева.

Диаметр N-арного дерева - это длина самого длинного пути между любыми двумя узлами в дереве. Этот путь может проходить или не проходить через корень.

(Входная сериализация N-арного дерева представлена их обходом в порядке уровней, каждая группа дочерних узлов разделена значением null.)

Пример:

Input: root = [1,null,3,2,4,null,5,6]
Output: 3
Explanation: Diameter is shown in red color.

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Определите функцию height(node), которая возвращает высоту узла. Функция может быть реализована рекурсивно, основываясь на вычислении максимальной высоты среди всех дочерних узлов плюс один.

2⃣Внутри функции height(node) выберите две наибольшие высоты среди дочерних узлов. Эти два значения помогут вычислить длину пути, которая будет кандидатом на диаметр всего дерева.

3⃣Существует два подхода для выбора двух наибольших высот: Первый способ заключается в хранении высот всех дочерних узлов в массиве, последующей сортировке массива и выборе двух наибольших элементов. Второй способ использует две переменные, которые отслеживают текущие два наибольших значения. Во время итерации по всем высотам эти переменные обновляются соответствующим образом.

😎 Решение:

class Solution {
    protected int diameter = 0;

    protected int height(Node node) {
        if (node.children.size() == 0)
            return 0;

        int maxHeight1 = 0, maxHeight2 = 0;
        for (Node child : node.children) {
            int parentHeight = height(child) + 1;
            if (parentHeight > maxHeight1) {
                maxHeight2 = maxHeight1;
                maxHeight1 = parentHeight;
            } else if (parentHeight > maxHeight2) {
                maxHeight2 = parentHeight;
            }
            int distance = maxHeight1 + maxHeight2;
            this.diameter = Math.max(this.diameter, distance);
        }

        return maxHeight1;
    }

    public int diameter(Node root) {
        this.diameter = 0;
        height(root);
        return diameter;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 32. Longest Valid Parentheses
Сложность: hard

Дана строка, содержащая только символы '(' и ')'. Верните длину самой длинной подстроки с корректными (правильно сформированными) скобками.

Пример:

Input: s = "(()"
Output: 2

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣В этом подходе мы рассматриваем каждую возможную непустую подстроку чётной длины из заданной строки и проверяем, является ли она корректной строкой скобок. Для проверки корректности мы используем метод стека.

2⃣Каждый раз, когда мы встречаем символ ‘(’, мы кладём его в стек. Для каждого встреченного символа ‘)’ мы извлекаем из стека символ ‘(’. Если символ ‘(’ недоступен в стеке для извлечения в любой момент или если в стеке остались элементы после обработки всей подстроки, подстрока скобок является некорректной.

3⃣Таким образом, мы повторяем процесс для каждой возможной подстроки и продолжаем сохранять длину самой длинной найденной корректной строки.

😎 Решение:

import java.util.Stack;

public class Solution {
    public boolean isValid(String s) {
        Stack<Character> stack = new Stack<>();
        for (char c : s.toCharArray()) {
            if (c == '(') {
                stack.push('(');
            } else if (!stack.isEmpty() && stack.peek() == '(') {
                stack.pop();
            } else {
                return false;
            }
        }
        return stack.isEmpty();
    }

    public int longestValidParentheses(String s) {
        int maxlen = 0;
        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            for (int j = i + 2; j <= s.length(); j += 2) {
                String substring = s.substring(i, j);
                if (isValid(substring)) {
                    maxlen = Math.max(maxlen, j - i);
                }
            }
        }
        return maxlen;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 656. Coin Path
Сложность: hard

Вам дан целочисленный массив монет (1-индексированный) длины n и целое число maxJump. Вы можете перейти на любой индекс i массива coins, если coins[i] != -1 и вы должны заплатить coins[i] при посещении индекса i. Кроме того, если вы в данный момент находитесь на индексе i, вы можете перейти только на любой индекс i + k, где i + k <= n и k - значение в диапазоне [1, maxJump]. Изначально вы находитесь на индексе 1 (coins[1] не -1). Вы хотите найти путь, который достигнет индекса n с минимальной стоимостью. Верните целочисленный массив индексов, которые вы посетите в таком порядке, чтобы достичь индекса n с минимальной стоимостью. Если существует несколько путей с одинаковой стоимостью, верните лексикографически наименьший такой путь. Если невозможно достичь индекса n, возвращается пустой массив. Путь p1 = [Pa1, Pa2, ..., Pax] длины x лексикографически меньше, чем p2 = [Pb1, Pb2, ..., Pbx] длины y, если и только если при первом j, где Paj и Pbj отличаются, Paj < Pbj; если такого j нет, то x < y.

Пример:

Input: coins = [1,2,4,-1,2], maxJump = 2
Output: [1,3,5]

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Используйте динамическое программирование для нахождения минимальной стоимости до каждого индекса, начиная с первого.

2⃣Храните путь до каждого индекса для отслеживания наименьшего лексикографического пути.

3⃣Используя полученную информацию, восстановите путь с минимальной стоимостью до последнего индекса.

😎 Решение:

import java.util.*;

class Solution {
    public List<Integer> minCostPath(int[] coins, int maxJump) {
        int n = coins.length;
        if (coins[0] == -1) return new ArrayList<>();
        
        int[] dp = new int[n];
        Arrays.fill(dp, Integer.MAX_VALUE);
        dp[0] = coins[0];
        List<Integer>[] path = new List[n];
        for (int i = 0; i < n; i++) path[i] = new ArrayList<>();
        path[0].add(1);
        
        PriorityQueue<int[]> heap = new PriorityQueue<>(Comparator.comparingInt(a -> a[0]));
        heap.offer(new int[] { coins[0], 0 });
        
        while (!heap.isEmpty()) {
            int[] current = heap.poll();
            int current_cost = current[0], i = current[1];
            if (current_cost > dp[i]) continue;
            for (int k = 1; k <= maxJump; k++) {
                if (i + k < n && coins[i + k] != -1) {
                    int new_cost = current_cost + coins[i + k];
                    if (new_cost < dp[i + k] || (new_cost == dp[i + k] && comparePaths(path[i], path[i + k], i + k + 1))) {
                        dp[i + k] = new_cost;
                        path[i + k] = new ArrayList<>(path[i]);
                        path[i + k].add(i + k + 1);
                        heap.offer(new int[] { new_cost, i + k });
                    }
                }
            }
        }
        
        return dp[n - 1] == Integer.MAX_VALUE ? new ArrayList<>() : path[n - 1];
    }
    
    private boolean comparePaths(List<Integer> path1, List<Integer> path2, int newIndex) {
        List<Integer> newPath1 = new ArrayList<>(path1);
        newPath1.add(newIndex);
        return newPath1.toString().compareTo(path2.toString()) < 0;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Solution solution = new Solution();
        int[] coins = {0, 2, 4, -1, 2, 5};
        int maxJump = 2;
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 894. All Possible Full Binary Trees
Сложность: medium

Учитывая целое число n, верните список всех возможных полных бинарных деревьев с узлами. Каждый узел каждого дерева в ответе должен иметь Node.val == 0. Каждый элемент ответа является корневым узлом одного возможного дерева. Вы можете вернуть конечный список деревьев в любом порядке. Полное бинарное дерево - это бинарное дерево, в котором каждый узел имеет ровно 0 или 2 дочерних.

Пример:

Input: n = 7
Output: [[0,0,0,null,null,0,0,null,null,0,0],[0,0,0,null,null,0,0,0,0],[0,0,0,0,0,0,0],[0,0,0,0,0,null,null,null,null,0,0],[0,0,0,0,0,null,null,0,0]]

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Если n четное, вернуть пустой список, так как полное бинарное дерево не может иметь четное количество узлов.

2⃣Если n == 1, вернуть дерево с одним узлом. Для всех возможных значений i от 1 до n-1 с шагом 2: Создать левое поддерево с i узлами. Создать правое поддерево с n-1-i узлами. Объединить все комбинации левого и правого поддеревьев с новым корнем, добавив их в список результатов.

3⃣Вернуть список результатов.

😎 Решение:

import java.util.*;

class TreeNode {
    int val;
    TreeNode left, right;
    TreeNode(int x) { val = 0; }
}

class Solution {
    public List<TreeNode> allPossibleFBT(int n) {
        if (n % 2 == 0) return new ArrayList<>();
        if (n == 1) return Arrays.asList(new TreeNode(0));
        
        List<TreeNode> result = new ArrayList<>();
        for (int i = 1; i < n; i += 2) {
            List<TreeNode> leftTrees = allPossibleFBT(i);
            List<TreeNode> rightTrees = allPossibleFBT(n - 1 - i);
            for (TreeNode left : leftTrees) {
                for (TreeNode right : rightTrees) {
                    TreeNode root = new TreeNode(0);
                    root.left = left;
                    root.right = right;
                    result.add(root);
                }
            }
        }
        return result;
    }

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 913. Cat and Mouse
Сложность: hard

В игру на неориентированном графе играют два игрока, Мышь и Кот, которые чередуются по очереди. Граф задан следующим образом: graph[a] - это список всех вершин b, таких, что ab является ребром графа. Мышь начинает в вершине 1 и идет первой, Кот начинает в вершине 2 и идет второй, а в вершине 0 находится дыра. Во время хода каждого игрока он должен пройти по одному ребру графа, которое встречает его местоположение.Например, если Мышь находится в узле 1, она должна добраться до любого узла графа[1]. Кроме того, Кошке запрещено добираться до Дыры (узел 0). Затем игра может закончиться тремя способами: если Кошка занимает тот же узел, что и Мышь, Кошка побеждает. Если Мышь достигает Дыры, Мышь побеждает. Если позиция повторяется (т.е, игроки находятся в той же позиции, что и в предыдущий ход, и сейчас очередь того же игрока двигаться), то игра считается ничейной. Учитывая граф и предполагая, что оба игрока играют оптимально, верните 1, если в игре победила мышь, 2, если в игре победила кошка, или 0, если в игре ничья.

Пример:

Input: graph = [[2,5],[3],[0,4,5],[1,4,5],[2,3],[0,2,3]]
Output: 0

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Использовать динамическое программирование с мемоизацией для хранения результатов игры для каждой комбинации позиций мыши, кота и текущего игрока.

2⃣Проверить три условия окончания игры:
Мышь достигает дырки (победа мыши).
Кот достигает мыши (победа кота).
Позиция повторяется (ничья).

3⃣Использовать BFS (поиск в ширину) для определения результатов игры, начиная с конечных состояний и работая назад.

😎 Решение:

import java.util.*;

public class Solution {
    public int catMouseGame(int[][] graph) {
        int n = graph.length;
        final int DRAW = 0, MOUSE = 1, CAT = 2;
        int[][][] dp = new int[n][n][2];
        Queue<int[]> queue = new LinkedList<>();

        for (int i = 1; i < n; i++) {
            dp[0][i][0] = MOUSE;
            dp[0][i][1] = MOUSE;
            dp[i][i][0] = CAT;
            dp[i][i][1] = CAT;
            queue.offer(new int[]{0, i, 0, MOUSE});
            queue.offer(new int[]{0, i, 1, MOUSE});
            queue.offer(new int[]{i, i, 0, CAT});
            queue.offer(new int[]{i, i, 1, CAT});
        }

        while (!queue.isEmpty()) {
            int[] state = queue.poll();
            int mouse = state[0], cat = state[1], turn = state[2], winner = state[3];
            for (int[] parent : parents(graph, mouse, cat, turn)) {
                int m = parent[0], c = parent[1], t = parent[2];
                if (dp[m][c][t] == DRAW) {
                    if ((t == 0 && winner == MOUSE) || (t == 1 && winner == CAT)) {
                        dp[m][c][t] = winner;
                        queue.offer(new int[]{m, c, t, winner});
                    } else {
                        int degrees = 0;
                        for (int[] p : parents(graph, m, c, t)) degrees++;
                        if (degrees == 0) {
                            dp[m][c][t] = winner;
                            queue.offer(new int[]{m, c, t, winner});
                        }
                    }
                }
            }
        }

        return dp[1][2][0];
    }

    private List<int[]> parents(int[][] graph, int mouse, int cat, int turn) {
        List<int[]> res = new ArrayList<>();
        if (turn == 1) {
            for (int m : graph[mouse]) {
                res.add(new int[]{m, cat, 0});
            }
        } else {
            for (int c : graph[cat]) {
                if (c > 0) res.add(new int[]{mouse, c, 1});
            }
        }
        return res;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 1178. Number of Valid Words for Each PuzzleHardTopicsHint
Сложность: hard

Относительно заданной строки-головоломки, слово является допустимым, если выполняются оба следующих условия:

Слово содержит первую букву головоломки.
Каждая буква в слове присутствует в головоломке.
Например, если головоломка "abcdefg", то допустимыми словами являются "faced", "cabbage" и "baggage", а недопустимыми словами являются "beefed" (не включает 'a') и "based" (включает 's', которой нет в головоломке).

Верните массив answer, где answer[i] - это количество слов в данном списке слов words, которые допустимы относительно головоломки puzzles[i].

Пример:

Input: words = ["apple","pleas","please"], puzzles = ["aelwxyz","aelpxyz","aelpsxy","saelpxy","xaelpsy"]
Output: [0,1,3,2,0]

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Постройте карту. Для каждого слова в списке words:
Преобразуйте его в битовую маску его символов. Если эта битовая маска не была ранее встречена, сохраните ее в качестве ключа в карте со значением 1. Если она была ранее встречена, увеличьте счетчик для этой битовой маски на 1.

2⃣Подсчитайте количество допустимых слов для каждой головоломки. Для каждой головоломки в списке puzzles:
Преобразуйте ее в битовую маску ее символов. Итерируйте по каждой возможной подмаске, содержащей первую букву головоломки (puzzle[i][0]). Слово является допустимым для головоломки, если его битовая маска совпадает с одной из подмасок головоломки.

3⃣Для каждой подмаски увеличивайте счетчик на количество слов, соответствующих подмаске. Мы можем найти количество слов, соответствующих подмаске, используя карту, построенную на предыдущем шаге.

😎 Решение:

class Solution {
    private int bitmask(String word) {
        int mask = 0;
        for (char letter : word.toCharArray()) {
            mask |= 1 << (letter - 'a');
        }
        return mask;
    }

    public List<Integer> findNumOfValidWords(String[] words, String[] puzzles) {
        Map<Integer, Integer> wordCount = new HashMap<>();
        for (String word : words) {
            int mask = bitmask(word);
            wordCount.put(mask, wordCount.getOrDefault(mask, 0) + 1);
        }

        List<Integer> result = new ArrayList<>();
        for (String puzzle : puzzles) {
            int first = 1 << (puzzle.charAt(0) - 'a');
            int count = wordCount.getOrDefault(first, 0);
            int mask = bitmask(puzzle.substring(1));
            for (int submask = mask; submask > 0; submask = (submask - 1) & mask) {
                count += wordCount.getOrDefault(submask | first, 0);
            }
            result.add(count);
        }
        return result;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

Задача: 1329. Sort the Matrix Diagonally
Сложность: medium

Диагональ матрицы — это диагональная линия ячеек, начинающаяся с какой-либо ячейки в самой верхней строке или в самом левом столбце и идущая в направлении вниз-вправо до конца матрицы. Например, диагональ матрицы, начинающаяся с mat[2][0], где mat — это матрица размером 6 x 3, включает ячейки mat[2][0], mat[3][1] и mat[4][2].

Дана матрица mat размером m x n, состоящая из целых чисел. Отсортируйте каждую диагональ матрицы по возрастанию и верните полученную матрицу.

Пример:

Input: mat = [[3,3,1,1],[2,2,1,2],[1,1,1,2]]
Output: [[1,1,1,1],[1,2,2,2],[1,2,3,3]]

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Сохраните размеры матрицы m и n. Создайте хеш-карту из минимальных куч для хранения элементов диагоналей.

2⃣Вставьте значения в хеш-карту, используя разность между индексами строки и столбца как ключ, чтобы собирать элементы на одной и той же диагонали.

3⃣Извлеките значения из хеш-карты и обновите матрицу, заполняя ее отсортированными значениями диагоналей. Верните отсортированную матрицу.

😎 Решение:

class Solution {
    public int[][] diagonalSort(int[][] mat) {
        int m = mat.length;
        int n = mat[0].length;

        Map<Integer, PriorityQueue<Integer>> diagonals = new HashMap<>();

        for (int row = 0; row < m; row++) {
            for (int col = 0; col < n; col++) {
                int key = row - col;
                diagonals.putIfAbsent(key, new PriorityQueue<>());
                diagonals.get(key).add(mat[row][col]);
            }
        }

        for (int row = 0; row < m; row++) {
            for (int col = 0; col < n; col++) {
                int key = row - col;
                mat[row][col] = diagonals.get(key).poll();
            }
        }

        return mat;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний