#hard
Задача: 224. Basic Calculator

Дана строка s, представляющая собой допустимое выражение, реализуйте базовый калькулятор для его вычисления и верните результат вычисления.

Примечание: нельзя использовать встроенные функции, которые оценивают строки как математические выражения, такие как eval().

Пример:

Input: s = "(1+(4+5+2)-3)+(6+8)"
Output: 23

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Итерация строки выражения в обратном порядке:
Читаем выражение символ за символом, формируя операнды из нескольких цифр, если символ - цифра.
Сохраняем операнды в стек, как только встречаем нецифровой символ.

2⃣Обработка выражения внутри скобок:
Когда встречаем открывающую скобку '(', оцениваем выражение, удаляя операнды и операторы из стека до соответствующей закрывающей скобки.
Результат выражения помещаем обратно в стек.

3⃣Финальная оценка выражения:
Продолжаем процесс до получения финального результата.
Если стек не пуст после обработки всех символов, оцениваем оставшиеся элементы как одно финальное выражение.

😎 Решение:

class Solution:
    def evaluate_expr(self, stack):
        if not stack or type(stack[-1]) == str:
            stack.append(0)
            
        res = stack.pop()

        while stack and stack[-1] != ')':
            sign = stack.pop()
            if sign == '+':
                res += stack.pop()
            else:
                res -= stack.pop()
        return res       

    def calculate(self, s: str) -> int:
        stack = []
        n, operand = 0, 0

        for i in range(len(s) - 1, -1, -1):
            ch = s[i]

            if ch.isdigit():
                operand = (10**n * int(ch)) + operand
                n += 1

            elif ch != " ":
                if n:
                    stack.append(operand)
                    n, operand = 0, 0

                if ch == '(':         
                    res = self.evaluate_expr(stack)
                    stack.pop()        

                    stack.append(res)

                else:
                    stack.append(ch)

        if n:
            stack.append(operand)

        return self.evaluate_expr(stack)

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

#easy
Задача: 367. Valid Perfect Square

Дано положительное целое число num, вернуть true, если num является идеальным квадратом, или false в противном случае.

Идеальный квадрат — это целое число, являющееся квадратом целого числа. Другими словами, это произведение некоторого целого числа на само себя.

Вы не должны использовать какие-либо встроенные библиотечные функции, такие как sqrt.

Пример:

Input: num = 16
Output: true
Explanation: We return true because 4 * 4 = 16 and 4 is an integer.

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Если num < 2, вернуть True. Установить левую границу в 2, а правую границу в num / 2.

2⃣Пока left <= right, взять x = (left + right) / 2, вычислить guess_squared = x * x и сравнить его с num:
Если guess_squared == num, вернуть True.
Если guess_squared > num, сдвинуть правую границу right = x - 1.
В противном случае сдвинуть левую границу left = x + 1.

3⃣Если вышли из цикла, вернуть False.

😎 Решение:

class Solution:
    def isPerfectSquare(self, num: int) -> bool:
    if num < 2:
        return True

    x = num // 2
    while x * x > num:
        x = (x + num // x) // 2
    return x * x == num

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

#easy
Задача: 225. Implement Stack using Queues

Реализуйте стек (последним пришел - первым вышел, LIFO) с использованием только двух очередей. Реализованный стек должен поддерживать все функции обычного стека (push, top, pop и empty).

Реализуйте класс MyStack:
void push(int x): Добавляет элемент x на вершину стека.
int pop(): Удаляет элемент с вершины стека и возвращает его.
int top(): Возвращает элемент на вершине стека.
boolean empty(): Возвращает true, если стек пуст, иначе false.

Примечания:
Вы должны использовать только стандартные операции очереди, что означает, что допустимы только операции добавления в конец, просмотр/удаление из начала, определение размера и проверка на пустоту.

Пример:

Input
["MyStack", "push", "push", "top", "pop", "empty"]
[[], [1], [2], [], [], []]
Output
[null, null, null, 2, 2, false]

Explanation
MyStack myStack = new MyStack();
myStack.push(1);
myStack.push(2);
myStack.top(); // return 2
myStack.pop(); // return 2
myStack.empty(); // return False

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Реализация методов push и pop:
Метод push добавляет элемент x в очередь q2, затем перемещает все элементы из q1 в q2 и меняет местами q1 и q2.
Метод pop удаляет элемент из q1 и обновляет значение top.

2⃣Реализация методов top и empty:
Метод top возвращает верхний элемент стека.
Метод empty проверяет, пуста ли очередь q1, и возвращает соответствующее значение.

3⃣Поддержка стандартных операций очереди:
Используйте только стандартные операции очереди: добавление в конец, удаление из начала, определение размера и проверка на пустоту.

😎 Решение:

from collections import deque

class MyStack:

    def __init__(self):
        self.q1 = deque()
        self.q2 = deque()
        self.top_element = None

    def push(self, x: int) -> None:
        self.q2.append(x)
        self.top_element = x
        while self.q1:
            self.q2.append(self.q1.popleft())
        self.q1, self.q2 = self.q2, self.q1

    def pop(self) -> int:
        result = self.q1.popleft()
        if self.q1:
            self.top_element = self.q1[0]
        return result

    def top(self) -> int:
        return self.top_element

    def empty(self) -> bool:
        return not self.q1

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

#easy
Задача: 226. Invert Binary Tree

Дан корень бинарного дерева, инвертируйте дерево и верните его корень.

Пример:

Input: root = [4,2,7,1,3,6,9]
Output: [4,7,2,9,6,3,1]

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Рекурсивная инверсия поддеревьев:
Если текущий узел (root) пустой, возвращаем null.
Рекурсивно инвертируем правое поддерево и сохраняем результат в переменную right.
Рекурсивно инвертируем левое поддерево и сохраняем результат в переменную left.

2⃣Обмен поддеревьев:
Устанавливаем левое поддерево текущего узла равным правому поддереву.
Устанавливаем правое поддерево текущего узла равным левому поддереву.

3⃣Возврат корня:
Возвращаем текущий узел (root) как новый корень инвертированного дерева.

😎 Решение:

class TreeNode:
    def __init__(self, val=0, left=None, right=None):
        self.val = val
        self.left = left
        self.right = right

class Solution:
    def invertTree(self, root: TreeNode) -> TreeNode:
        if root is None:
            return None
        right = self.invertTree(root.right)
        left = self.invertTree(root.left)
        root.left = right
        root.right = left
        return root

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

#easy
Задача: 278. First Bad Version

Вы являетесь менеджером продукта и в настоящее время возглавляете команду по разработке нового продукта. К сожалению, последняя версия вашего продукта не прошла проверку качества. Поскольку каждая версия разрабатывается на основе предыдущей версии, все версии, вышедшие после плохой версии, также оказываются плохими.

Предположим, у вас есть n версий [1, 2, ..., n], и вы хотите выяснить первую плохую версию, которая вызывает все последующие версии быть плохими.

Вам предоставлен API bool isBadVersion(version), который возвращает, является ли версия плохой. Реализуйте функцию для нахождения первой плохой версии. Вы должны минимизировать количество вызовов API.

Пример:

Input: n = 5, bad = 4
Output: 4
Explanation:
call isBadVersion(3) -> false
call isBadVersion(5) -> true
call isBadVersion(4) -> true
Then 4 is the first bad version.

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Инициализация границ поиска:
Устанавливаем начальные значения левой и правой границ поиска: left = 1 и right = n.

2⃣Бинарный поиск:
Пока левая граница меньше правой, находим среднюю точку mid и проверяем, является ли она плохой версией с помощью isBadVersion(mid).
Если текущая версия mid плохая, смещаем правую границу к mid, иначе смещаем левую границу на mid + 1.

3⃣Возврат результата:
Когда левая граница станет равной правой, возвращаем left как индекс первой плохой версии.

😎 Решение:

class Solution:
    def firstBadVersion(self, n: int) -> int:
        left, right = 1, n
        while left < right:
            mid = left + (right - left) // 2
            if isBadVersion(mid):
                right = mid
            else:
                left = mid + 1
        return left

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

#medium
Задача: 279. Perfect Squares

Дано целое число n, верните наименьшее количество чисел, являющихся совершенными квадратами, сумма которых равна n.

Совершенный квадрат — это целое число, являющееся квадратом целого числа; другими словами, это произведение некоторого целого числа на самого себя. Например, 1, 4, 9 и 16 являются совершенными квадратами, тогда как 3 и 11 не являются.

Пример:

Input: n = 13
Output: 2
Explanation: 13 = 4 + 9.

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Инициализация:
Создайте массив dp размером n + 1 и заполните его значениями Integer.MAX_VALUE, кроме dp[0], которое установите в 0.
Предварительно вычислите все совершенные квадраты, которые меньше или равны n, и сохраните их в массиве square_nums.

2⃣Заполнение массива dp:
Для каждого числа i от 1 до n:
Для каждого совершенного квадрата s из массива square_nums:
Если i меньше текущего совершенного квадрата s, прервите внутренний цикл.
Обновите dp[i], чтобы он содержал минимальное количество чисел, сумма которых равна i.

3⃣Возврат результата:
Верните значение dp[n], которое будет содержать наименьшее количество совершенных квадратов, сумма которых равна n.

😎 Решение:

class Solution:
    def numSquares(self, n: int) -> int:
        dp = [float('inf')] * (n + 1)
        dp[0] = 0
        
        max_square_index = int(n**0.5) + 1
        square_nums = [i * i for i in range(max_square_index)]
        
        for i in range(1, n + 1):
            for s in range(1, max_square_index):
                if i < square_nums[s]:
                    break
                dp[i] = min(dp[i], dp[i - square_nums[s]] + 1)
        
        return dp[n]

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

#medium
Задача: 382. Linked List Random Node

Дан односвязный список, вернуть значение случайного узла из списка. Каждый узел должен иметь одинаковую вероятность быть выбранным.

Реализуйте класс Solution:

Solution(ListNode head) Инициализирует объект с головой односвязного списка head.
int getRandom() Выбирает узел случайным образом из списка и возвращает его значение. Все узлы списка должны иметь равные шансы быть выбранными.

Пример:

Input
["Solution", "getRandom", "getRandom", "getRandom", "getRandom", "getRandom"]
[[[1, 2, 3]], [], [], [], [], []]
Output
[null, 1, 3, 2, 2, 3]

Explanation
Solution solution = new Solution([1, 2, 3]);
solution.getRandom(); // return 1
solution.getRandom(); // return 3
solution.getRandom(); // return 2
solution.getRandom(); // return 2
solution.getRandom(); // return 3
// getRandom() should return either 1, 2, or 3 randomly. Each element should have equal probability of returning.

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Реализуйте интерфейс init(head), который будет вызываться при создании объекта. Преобразуйте связанный список в массив для дальнейшего использования.

2⃣В интерфейсе init(head) преобразуйте переданный связанный список в массив, чтобы его можно было использовать позже.

3⃣Реализуйте функцию getRandom(), которая будет выбирать случайный элемент из массива, созданного на первом этапе.

😎 Решение:

class ListNode:
    def __init__(self, val=0, next=None):
        self.val = val
        self.next = next

class Solution:

    def __init__(self, head: ListNode):
        self.range = []
        while head:
            self.range.append(head.val)
            head = head.next

    def getRandom(self) -> int:
        pick = int(random.random() * len(self.range))
        return self.range[pick]

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

#easy
Задача: 383. Ransom Note

Даны две строки ransomNote и magazine, верните true, если ransomNote можно составить, используя буквы из magazine, и false в противном случае.

Каждая буква из magazine может быть использована в ransomNote только один раз.

Пример:

Input: ransomNote = "a", magazine = "b"
Output: false

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Поскольку строки являются неизменяемым типом, их нельзя изменять, поэтому у них нет операций "вставки" и "удаления".

2⃣По этой причине необходимо заменять строку magazine новой строкой, в которой отсутствует символ, который мы хотели удалить.

3⃣Повторяйте этот процесс, пока не будут удалены все необходимые символы.

😎 Решение:

def canConstruct(ransomNote: str, magazine: str) -> bool:
    for char in ransomNote:
        index = magazine.find(char)
        if index == -1:
            return false
        magazine = magazine[:index] + magazine[index + 1:]
    return True

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

#medium
Задача: 368. Largest Divisible Subset

Дан набор различных положительных целых чисел nums. Вернуть наибольшее подмножество answer, такое что каждая пара (answer[i], answer[j]) элементов в этом подмножестве удовлетворяет условию:

answer[i] % answer[j] == 0, или
answer[j] % answer[i] == 0
Если существует несколько решений, вернуть любое из них.

Пример:

Input: nums = [1,2,3]
Output: [1,2]
Explanation: [1,3] is also accepted.

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Если число 8 может быть разделено на элемент X_i, то добавив число 8 к EDS(X_i), мы получим еще одно делимое подмножество, которое заканчивается на 8, согласно нашему следствию I. И это новое подмножество является потенциальным значением для EDS(8). Например, поскольку 8 % 2 == 0, то {2,8} может быть конечным значением для EDS(8), и аналогично для подмножества {2,4,8}, полученного из EDS(4).

2⃣Если число 8 не может быть разделено на элемент X_i, то можно быть уверенным, что значение EDS(X_i) не повлияет на EDS(8), согласно определению делимого подмножества. Например, подмножество EDS(7)={7} не имеет влияния на EDS(8).

3⃣Затем мы выбираем наибольшие новые подмножества, которые мы формируем с помощью EDS(X_i). В частности, подмножество {8} является допустимым кандидатом для EDS(8). И в гипотетическом случае, когда 8 не может быть разделено ни на один из предыдущих элементов, мы бы имели EDS(8)={8}.

😎 Решение:

class Solution:
    def largestDivisibleSubset(self, nums: List[int]) -> List[int]:
        n = len(nums)
        if n == 0:
            return []

        nums.sort()
        EDS = [[] for _ in range(n)]

        for i in range(n):
            maxSubset = []
            for k in range(i):
                if nums[i] % nums[k] == 0 and len(maxSubset) < len(EDS[k]):
                    maxSubset = EDS[k]

            EDS[i] = maxSubset + [nums[i]]

        ret = []
        for subset in EDS:
            if len(ret) < len(subset):
                ret = subset
        return ret

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

#medium
Задача: 384. Shuffle an Array

Дан целочисленный массив nums. Разработайте алгоритм для случайного перемешивания массива. Все перестановки массива должны быть равновероятны в результате перемешивания.

Реализуйте класс Solution:

Solution(int[] nums): Инициализирует объект целочисленным массивом nums.
int[] reset(): Сбрасывает массив в его исходную конфигурацию и возвращает его.
int[] shuffle(): Возвращает случайное перемешивание массива.

Пример:

Input: ransomNote = "a", magazine = "b"
Output: false

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Алгоритм Фишера-Йейтса удивительно похож на решение грубой силы. На каждой итерации алгоритма мы генерируем случайное целое число между текущим индексом и последним индексом массива.

2⃣Затем мы меняем местами элементы на текущем индексе и выбранном индексе. Это симулирует выбор (и удаление) элемента из "шляпы", так как следующий диапазон, из которого мы выбираем случайный индекс, не будет включать последний обработанный элемент.

3⃣Один небольшой, но важный момент заключается в том, что возможно поменять элемент сам с собой - в противном случае некоторые перестановки массива были бы более вероятны, чем другие.

😎 Решение:

import random

class Solution:
    def __init__(self, nums: list[int]):
        self.array = nums[:]
        self.original = nums[:]
    
    def reset(self) -> list[int]:
        self.array = self.original[:]
        return self.original
    
    def shuffle(self) -> list[int]:
        for i in range(len(self.array)):
            rand_index = random.randint(i, len(self.array) - 1)
            self.array[i], self.array[rand_index] = self.array[rand_index], self.array[i]
        return self.array

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

#easy
Задача: 387. First Unique Character in a String

Дана строка s, найдите первый неповторяющийся символ в ней и верните его индекс. Если такого символа не существует, верните -1.

Пример:

Input: s = "leetcode"
Output: 0

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Постройте хеш-таблицу, где ключами являются символы строки, а значениями — количество их появлений. Для этого пройдите по строке и для каждого символа увеличивайте его счетчик в хеш-таблице.

2⃣Пройдите по строке снова и проверьте для каждого символа, является ли его количество появлений в хеш-таблице равным 1.

3⃣Если найдется символ с количеством появлений, равным 1, верните его индекс. Если такой символ не найден, верните -1.

😎 Решение:

import random

class Solution:
    def __init__(self, nums: list[int]):
        self.original = nums[:]
        self.array = nums[:]

    def reset(self) -> list[int]:
        self.array = self.original[:]
        return self.original

    def shuffle(self) -> list[int]:
        n = len(self.array)
        for i in range(n):
            rand_index = random.randint(i, n - 1)
            self.array[i], self.array[rand_index] = self.array[rand_index], self.array[i]
        return self.array

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

#hard
Задача: 369. Plus One Linked List

Дано неотрицательное целое число, представленное в виде связного списка цифр. Добавить к этому числу единицу.

Цифры хранятся таким образом, что самая значимая цифра находится в начале списка.

Пример:

Input: head = [1,2,3]
Output: [1,2,4]

👨‍💻 Алгоритм:

1️⃣Инициализируйте стражевой узел как ListNode(0) и установите его как новую голову списка: sentinel.next = head. Найдите крайний правый элемент, не равный девяти.

2️⃣Увеличьте найденную цифру на единицу и установите все следующие девятки в ноль.

3️⃣Верните sentinel, если его значение было установлено на 1, иначе верните head (sentinel.next).

😎 Решение:

class Solution:
    def plusOne(self, head: ListNode) -> ListNode:
        # sentinel head
        sentinel = ListNode(0)
        sentinel.next = head
        not_nine = sentinel

        # find the rightmost not-nine digit
        while head:
            if head.val != 9:
                not_nine = head
            head = head.next

        # increase this rightmost not-nine digit by 1
        not_nine.val += 1
        not_nine = not_nine.next

        # set all the following nines to zeros
        while not_nine:
            not_nine.val = 0
            not_nine = not_nine.next

        return sentinel if sentinel.val else sentinel.next

#hard
Задача: 369. Plus One Linked List

Дано неотрицательное целое число, представленное в виде связного списка цифр. Добавить к этому числу единицу.

Цифры хранятся таким образом, что самая значимая цифра находится в начале списка.

Пример:

Input: head = [1,2,3]
Output: [1,2,4]

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Инициализируйте стражевой узел как ListNode(0) и установите его как новую голову списка: sentinel.next = head. Найдите крайний правый элемент, не равный девяти.

2⃣Увеличьте найденную цифру на единицу и установите все следующие девятки в ноль.

3⃣Верните sentinel, если его значение было установлено на 1, иначе верните head (sentinel.next).

😎 Решение:

class Solution:
    def plusOne(self, head: ListNode) -> ListNode:
        # sentinel head
        sentinel = ListNode(0)
        sentinel.next = head
        not_nine = sentinel

        # find the rightmost not-nine digit
        while head:
            if head.val != 9:
                not_nine = head
            head = head.next

        # increase this rightmost not-nine digit by 1
        not_nine.val += 1
        not_nine = not_nine.next

        # set all the following nines to zeros
        while not_nine:
            not_nine.val = 0
            not_nine = not_nine.next

        return sentinel if sentinel.val else sentinel.next

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

#easy
Задача: 389. Find the Difference

Даны две строки s и t.

Строка t генерируется путем случайного перемешивания строки s с добавлением еще одной буквы в случайную позицию.

Верните букву, которая была добавлена в t.

Пример:

Input: s = "abcd", t = "abcde"
Output: "e"
Explanation: 'e' is the letter that was added.

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Отсортируйте строки s и t.

2⃣Итерируйте по длине строк и сравнивайте их посимвольно. Это позволяет проверить, присутствует ли текущий символ строки t в строке s.

3⃣Как только встретится символ, который есть в строке t, но отсутствует в строке s, мы найдем лишний символ, который скрывала строка t все это время.

😎 Решение:

class Solution:
    def findTheDifference(self, s: str, t: str) -> str:
        sorted_s = sorted(s)
        sorted_t = sorted(t)

        for i in range(len(sorted_s)):
            if sorted_s[i] != sorted_t[i]:
                return sorted_t[i]

        return sorted_t[len(sorted_s)]

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

#easy
Задача: 290. Word Pattern

Дан шаблон и строка s, необходимо определить, следует ли строка s этому шаблону.

Здесь "следует" означает полное соответствие, такое что существует биекция между буквой в шаблоне и непустым словом в строке s.

Пример:

Input: pattern = "abba", s = "dog cat cat dog"
Output: true

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Разделение строки на слова:
Разделите строку s на отдельные слова.
Если количество слов не равно длине шаблона, возвращаем false.

2⃣Создание отображений:
Создайте два словаря: один для отображения букв шаблона на слова, другой для слов на буквы шаблона.

3⃣Проверка биекции:
Пройдите по каждому символу шаблона и соответствующему слову.
Если символ уже в словаре и не соответствует текущему слову или слово уже в словаре и не соответствует текущему символу, возвращаем false.
Иначе добавляем символ и слово в словари и продолжаем проверку. Если все проверки пройдены, возвращаем true.

😎 Решение:

class Solution:
    def wordPattern(self, pattern: str, s: str) -> bool:
        map_char = {}
        map_word = {}
        words = s.split()

        if len(words) != len(pattern):
            return False

        for c, w in zip(pattern, words):
            if c not in map_char:
                if w in map_word:
                    return False
                else:
                    map_char[c] = w
                    map_word[w] = c
            else:
                if map_char[c] != w:
                    return False

        return True

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

#easy
Задача: 392. Is Subsequence

Даны две строки s и t. Верните true, если s является подпоследовательностью t, иначе верните false.

Подпоследовательность строки — это новая строка, которая формируется из исходной строки путем удаления некоторых (возможно, ни одного) символов без нарушения относительных позиций оставшихся символов. (например, "ace" является подпоследовательностью "abcde", тогда как "aec" не является).

Пример:

Input: s = "abc", t = "ahbgdc"
Output: true

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Назначьте два указателя: левый для исходной строки и правый для целевой строки. Эти указатели будут использоваться для итерации по строкам и сравнения их символов.

2⃣Перемещайте указатели в зависимости от совпадения символов. Если символы на текущих позициях указателей совпадают, переместите оба указателя на один шаг вперед. Если символы не совпадают, переместите только правый указатель целевой строки.

3⃣Итерация завершается, когда один из указателей выходит за пределы своей строки. Если в конце итерации все символы исходной строки были найдены в целевой строке, исходная строка является подпоследовательностью целевой строки.

😎 Решение:

class Solution:
    def isSubsequence(self, s: str, t: str) -> bool:
        left_bound, right_bound = len(s), len(t)
        p_left, p_right = 0, 0

        while p_left < left_bound and p_right < right_bound:
            if s[p_left] == t[p_right]:
                p_left += 1
            p_right += 1
        
        return p_left == left_bound

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

#medium
Задача: 393. UTF-8 Validation

Дан целочисленный массив data, представляющий данные, верните, является ли это допустимой UTF-8 кодировкой (т.е. переводится в последовательность допустимых UTF-8 закодированных символов).

Символ в UTF-8 может быть от 1 до 4 байтов в длину, при этом соблюдаются следующие правила:

Для 1-байтового символа первый бит — 0, за которым следует его Unicode код.
Для n-байтового символа первые n битов — все единицы, (n + 1)-й бит — 0, за которыми следуют n - 1 байт с наиболее значимыми 2 битами, равными 10.
Это работает следующим образом:

     Количество байтов  |        UTF-8 Октетная последовательность
                       |              (бинарная)
   --------------------+-----------------------------------------
            1          |   0xxxxxxx
            2          |   110xxxxx 10xxxxxx
            3          |   1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx
            4          |   11110xxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx

x обозначает бит в бинарной форме байта, который может быть как 0, так и 1.

Примечание: Вход представляет собой массив целых чисел. Используются только 8 младших значимых битов каждого целого числа. Это означает, что каждое целое число представляет только 1 байт данных.

Пример:

Input: data = [197,130,1]
Output: true
Explanation: data represents the octet sequence: 11000101 10000010 00000001.
It is a valid utf-8 encoding for a 2-bytes character followed by a 1-byte character.

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Начните обработку целых чисел в данном массиве одно за другим. Для каждого целого числа получите его двоичное представление в виде строки. Поскольку целые числа могут быть очень большими, следует учитывать только 8 младших значимых битов данных и отбросить остальные, как указано в условии задачи. После этого шага у вас должно быть 8-битное или 1-байтовое строковое представление целого числа. Назовем эту строку bin_rep.

2⃣Далее нужно рассмотреть два сценария. Первый — мы находимся в процессе обработки некоторого UTF-8 закодированного символа. В этом случае нужно просто проверить первые два бита строки и посмотреть, равны ли они "10", т.е. наиболее значимые два бита целого числа равны 1 и 0. bin_rep[:2] == "10". Второй сценарий — мы уже обработали несколько допустимых UTF-8 символов и должны начать обработку нового UTF-8 символа. В этом случае нужно посмотреть на префикс строкового представления и посчитать количество единиц, которые мы встречаем до первой нули. Это скажет нам, каков размер следующего UTF-8 символа.

3⃣Продолжайте обрабатывать целые числа массива таким образом, пока не обработаете их все или не обнаружите недопустимый сценарий.

Теперь давайте перейдем к реализации этого алгоритма.

😎 Решение:

class Solution:
    def validUtf8(self, data):
        n_bytes = 0

        for num in data:
            bin_rep = format(num, '#010b')[-8:]

            if n_bytes == 0:
                for bit in bin_rep:
                    if bit == '0': break
                    n_bytes += 1

                if n_bytes == 0:
                    continue

                if n_bytes == 1 or n_bytes > 4:
                    return False
            else:
                if not (bin_rep[0] == '1' and bin_rep[1] == '0'):
                    return False

            n_bytes -= 1

        return n_bytes == 0

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

#medium
Задача: 394. Decode String

Дана закодированная строка, вернуть её декодированную версию.

Правило кодирования следующее: k[закодированная_строка], где закодированная_строка внутри квадратных скобок повторяется ровно k раз. Обратите внимание, что k гарантированно является положительным целым числом.

Можно предположить, что входная строка всегда допустима; нет лишних пробелов, квадратные скобки корректно сформированы и т.д. Более того, можно предположить, что исходные данные не содержат никаких цифр, и что цифры используются только для обозначения количества повторений, k. Например, не будет таких входных данных, как 3a или 2[4].

Тестовые случаи сгенерированы так, что длина выходной строки никогда не превысит 105.

Пример:

Input: s = "3[a]2[bc]"
Output: "aaabcbc"

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Проходите по строке s и обрабатывайте каждый символ. Если текущий символ не является закрывающей скобкой ], поместите его в стек.

2⃣Если текущий символ является закрывающей скобкой ], начните декодировать последнюю пройденную строку. Извлекайте из стека символы, пока следующий символ не станет открывающей скобкой [, и добавляйте каждый символ (a-z) к decodedString. Затем извлеките открывающую скобку [ из стека и извлекайте символы, пока следующий символ является цифрой (0-9), чтобы собрать число k.

3⃣Декодируйте шаблон k[decodedString], помещая decodedString в стек k раз. После того как вся строка будет пройдена, извлеките результат из стека и верните его.

😎 Решение:

class Solution:
    def decodeString(self, s: str) -> str:
        stack = []
        
        for char in s:
            if char != ']':
                stack.append(char)
            else:
                decoded_string = ''
                while stack[-1] != '[':
                    decoded_string = stack.pop() + decoded_string
                stack.pop()
                
                k = 0
                base = 1
                while stack and stack[-1].isdigit():
                    k = k + int(stack.pop()) * base
                    base *= 10
                
                stack.append(decoded_string * k)
        
        return ''.join(stack)

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

#hard
Задача: 301. Remove Invalid Parentheses

Дана строка s, содержащая скобки и буквы. Удалите минимальное количество неверных скобок, чтобы сделать строку допустимой.

Верните список уникальных строк, которые являются допустимыми с минимальным количеством удалений. Вы можете вернуть ответ в любом порядке.

Пример:

Input: s = "()())()"
Output: ["(())()","()()()"]

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Инициализация:
Инициализируйте массив, который будет хранить все допустимые выражения.
Начните рекурсию с самой левой скобки в последовательности и двигайтесь вправо.
Определите состояние рекурсии переменной index, представляющей текущий обрабатываемый индекс в исходном выражении. Также используйте переменные left_count и right_count для отслеживания количества добавленных левых и правых скобок соответственно.

2⃣Обработка текущего символа:
Если текущий символ (S[i]) не является скобкой, добавьте его к окончательному решению для текущей рекурсии.
Если текущий символ является скобкой (S[i] == '(' или S[i] == ')'), у вас есть два варианта: либо отбросить этот символ как недопустимый, либо рассмотреть эту скобку как часть окончательного выражения.

3⃣Завершение рекурсии и проверка:
Когда все скобки в исходном выражении обработаны, проверьте, является ли текущее выражение допустимым, проверяя значения left_count и right_count (должны быть равны).
Если выражение допустимо, проверьте количество удалений (rem_count) и сравните его с минимальным количеством удалений, необходимых для получения допустимого выражения до сих пор.
Если текущее значение rem_count меньше, обновите глобальный минимум и добавьте новое выражение в массив допустимых выражений.

😎 Решение:

class Solution:
    def __init__(self):
        self.valid_expressions = set()
        self.minimum_removed = float('inf')

    def reset(self):
        self.valid_expressions.clear()
        self.minimum_removed = float('inf')

    def recurse(self, s, index, left_count, right_count, expression, removed_count):
        if index == len(s):
            if left_count == right_count:
                if removed_count <= self.minimum_removed:
                    possible_answer = "".join(expression)
                    if removed_count < self.minimum_removed:
                        self.valid_expressions.clear()
                        self.minimum_removed = removed_count
                    self.valid_expressions.add(possible_answer)
            return

        current_character = s[index]
        length = len(expression)

        if current_character != '(' and current_character != ')':
            expression.append(current_character)
            self.recurse(s, index + 1, left_count, right_count, expression, removed_count)
            expression.pop()
        else:
            self.recurse(s, index + 1, left_count, right_count, expression, removed_count + 1)
            expression.append(current_character)

            if current_character == '(':
                self.recurse(s, index + 1, left_count + 1, right_count, expression, removed_count)
            elif right_count < left_count:
                self.recurse(s, index + 1, left_count, right_count + 1, expression, removed_count)

            expression.pop()

    def removeInvalidParentheses(self, s: str) -> [str]:
        self.reset()
        self.recurse(s, 0, 0, 0, [], 0)
        return list(self.valid_expressions)

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

#medium
Задача: 280. Wiggle Sort

Дан целочисленный массив nums, упорядочьте его так, чтобы nums[0] <= nums[1] >= nums[2] <= nums[3]....

Вы можете считать, что входной массив всегда имеет допустимый ответ.

Пример:

Input: nums = [3,5,2,1,6,4]
Output: [3,5,1,6,2,4]
Explanation: [1,6,2,5,3,4] is also accepted.

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Итерируйтесь по каждому элементу с индексом i в массиве nums, начиная с 0 и до nums.length - 2, так как последний элемент не имеет следующего элемента для обмена.

2⃣Проверьте, является ли i четным и nums[i] > nums[i + 1]. Если это так, поменяйте местами nums[i] и nums[i + 1].

3⃣Проверьте, является ли i нечетным и nums[i] < nums[i + 1]. Если это так, поменяйте местами nums[i] и nums[i + 1].

😎 Решение:

class Solution:
    def swap(self, nums, i, j):
        nums[i], nums[j] = nums[j], nums[i]

    def wiggleSort(self, nums):
        for i in range(len(nums) - 1):
            if (i % 2 == 0 and nums[i] > nums[i + 1]) or (i % 2 == 1 and nums[i] < nums[i + 1]):
                self.swap(nums, i, i + 1)

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

#medium
Задача: 395. Longest Substring with At Least K Repeating Characters


Дана строка s и целое число k, верните длину самой длинной подстроки строки s, такая что частота каждого символа в этой подстроке больше или равна k.

Если такой подстроки не существует, верните 0.

Пример:

Input: s = "aaabb", k = 3
Output: 3
Explanation: The longest substring is "aaa", as 'a' is repeated 3 times.

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Генерируйте подстроки из строки s, начиная с индекса start и заканчивая индексом end. Используйте массив countMap для хранения частоты каждого символа в подстроке.

2⃣Метод isValid использует countMap для проверки, что каждый символ в подстроке встречается как минимум k раз. Если условие выполняется, текущая подстрока считается допустимой.

3⃣Отслеживайте максимальную длину допустимой подстроки, обновляя её, когда найдена более длинная подстрока, удовлетворяющая условиям. В конце возвращайте длину самой длинной подстроки.

😎 Решение:

class Solution:
    def longestSubstring(self, s: str, k: int) -> int:
        if len(s) == 0 or k > len(s):
            return 0
        n = len(s)
        result = 0
        
        for start in range(n):
            count_map = [0] * 26
            for end in range(start, n):
                count_map[ord(s[end]) - ord('a')] += 1
                if self.is_valid(count_map, k):
                    result = max(result, end - start + 1)
        
        return result
    
    def is_valid(self, count_map, k):
        count_letters = 0
        count_at_least_k = 0
        for count in count_map:
            if count > 0:
                count_letters += 1
            if count >= k:
                count_at_least_k += 1
        return count_letters == count_at_least_k

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний