CS-Notes/notes/面试总结.md

<!-- GFM-TOC -->
* [1. 字符串组合](#1-字符串组合)
* [2. 整数组合求和](#2-整数组合求和)
* [3. 数组中重复的数字](#3-数组中重复的数字)
* [4. 二维数组中的查找](#4-二维数组中的查找)
* [5. 替换空格](#5-替换空格)
* [6. 从尾到头打印链表](#6-从尾到头打印链表)

* [参考文献](#参考文献)
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# 1. 字符串组合

## 题目描述

给定三种类型的小球P、Q、R，每种小球的数量分别为np、nq、nr个。现在想讲这些小球排成一条直线，但是不允许相同类型的小球相邻，问有多少种排序方法。
如若np=2，nq=1,nr=1则共有6种排列方式：PQRP、QPRP、PRQP、PRPQ、RPQP以及PQPR。如果无法组合出合适的结果，则输出0.

### 输入
```code
一行以空格相隔的三个数，分别表示为np、nq、nr。
```

### 输出
```code
排列方法的数量。
```

### 样例输入
```code
2 1 1
```

### 样例输出
```code
6
```

## 解题思路
本题采用一种比较直接的方式进行解题，分为如下步骤：
1. 求解给定P、Q、R个数的时候的全排列，提供`Python`提供的`itertools.permutations`来实现，此时肯定有很多重复。
2. 去掉重复的情况，通过`Python`提供的`set`来实现。
3. 通过遍历找出相邻元素重复的串。
4. 求两个集合的差集，即为答案。

```python
import itertools
    

np, nq, nr = [int(k) for k in raw_input().split(" ")]

count = 0
result = []

for i in itertools.permutations("P"*np + "Q"*nq + "R"*nr,np + nq + nr):
    result.append(''.join(i))
    
result_same = []

for element in list(set(result)):
    for j in range(1, len(element)):
        if element[j-1] == element[j]:
          result_same.append(element)
          
ret_list = list(set(result)^set(result_same))

print len(ret_list)
```

# 2. 整数组合求和

## 题目描述

小米之家是成人糖果店。里面有很多便宜，好用，好玩的产品。中秋节到了，小米之家想给米粉准备一些固定金额大礼包。对于给定的一个金额，需要判断能不能用
不同种产品（一种产品在礼包最多出现一次）组合出来这个金额。聪明的你来帮帮米家的小伙伴吧。

### 输入
```code
输入N（N是正整数， N < = 200）
输入N个价格p（正整数， p <= 10000）用单空格分割
输入金额M（M是正整数，M <= 100000）
```

### 输出
```code
能组合出来输出1
否则输出0
```

### 样例输入
```code
6
99 199 1999 10000 39 1499
10238
```

### 样例输出
```code
1
```

## 解题思路
本题采用一种比较直接的方式进行解题，分为如下步骤：
1. 对输入np进行排序，方便后面快速结束。
2. 求解给定np时候的0~n个组合的和，提供`Python`提供的`itertools.permutations`来实现。
3. 如果较小的数相加已经大于目标，可以提前跳出本次循环。


```python
import itertools

n = int(raw_input())


np = [int(k) for k in raw_input().split(" ")]
np.sort()

sum_np = int(raw_input())

flag = 0

for i in range(n):
    for j in itertools.permutations(np, i):
        if sum(j) > sum_np:
            continue;
        if sum(j) == sum_np:
            flag = 1;
            break;
        
print flag
```


# 3. 数组中重复的数字

[NowCoder](https://www.nowcoder.com/practice/623a5ac0ea5b4e5f95552655361ae0a8?tpId=13&tqId=11203&tPage=1&rp=1&ru=/ta/coding-interviews&qru=/ta/coding-interviews/question-ranking)

## 题目描述

在一个长度为 n 的数组里的所有数字都在 0 到 n-1 的范围内。数组中某些数字是重复的，但不知道有几个数字是重复的，也不知道每个数字重复几次。请找出数组中任意一个重复的数字。例如，如果输入长度为 7 的数组 {2, 3, 1, 0, 2, 5}，那么对应的输出是第一个重复的数字 2。

要求复杂度为 O(N) + O(1)，也就是时间复杂度 O(N)，空间复杂度 O(1)。因此不能使用排序的方法，也不能使用额外的标记数组。牛客网讨论区这一题的首票答案使用 nums[i] + length 来将元素标记，这么做会有加法溢出问题。

## 解题思路

这种数组元素在 [0, n-1] 范围内的问题，可以将值为 i 的元素放到第 i 个位置上。

以 (2, 3, 1, 0, 2, 5) 为例：

```text-html-basic
position-0 : (2,3,1,0,2,5) // 2 <-> 1
             (1,3,2,0,2,5) // 1 <-> 3
             (3,1,2,0,2,5) // 3 <-> 0
             (0,1,2,3,2,5) // already in position
position-1 : (0,1,2,3,2,5) // already in position
position-2 : (0,1,2,3,2,5) // already in position
position-3 : (0,1,2,3,2,5) // already in position
position-4 : (0,1,2,3,2,5) // nums[i] == nums[nums[i]], exit
```

遍历到位置 4 时，该位置上的数为 2，但是第 2 个位置上已经有一个 2 的值了，因此可以知道 2 重复。

```java
public boolean duplicate(int[] nums, int length, int[] duplication) {
    if (nums == null || length <= 0)
        return false;
    for (int i = 0; i < length; i++) {
        while (nums[i] != i) {
            if (nums[i] == nums[nums[i]]) {
                duplication[0] = nums[i];
                return true;
            }
            swap(nums, i, nums[i]);
        }
    }
    return false;
}

private void swap(int[] nums, int i, int j) {
    int t = nums[i]; nums[i] = nums[j]; nums[j] = t;
}
```

```python
nums = [int(k) for k in raw_input().split(" ")]
print nums

def duplicate(nums):
    if len(nums) <= 0:
        return -1, False
    for i in range(len(nums)):
        while nums[i] != i:
            if nums[i] == nums[nums[i]]:
                return nums[i], True
            t = nums[i]
            nums[i]  = nums[nums[i]]
            nums[nums[i]] = t
            # nums[i], nums[nums[i]] = nums[nums[i]], nums[i]
    return -1, False
        
print duplicate(nums)
```

# 4. 二维数组中的查找

[NowCoder](https://www.nowcoder.com/practice/abc3fe2ce8e146608e868a70efebf62e?tpId=13&tqId=11154&tPage=1&rp=1&ru=/ta/coding-interviews&qru=/ta/coding-interviews/question-ranking)

## 题目描述

在一个二维数组中，每一行都按照从左到右递增的顺序排序，每一列都按照从上到下递增的顺序排序。请完成一个函数，输入这样的一个二维数组和一个整数，判断数组中是否含有该整数。

```html
Consider the following matrix:
[
  [1,   4,  7, 11, 15],
  [2,   5,  8, 12, 19],
  [3,   6,  9, 16, 22],
  [10, 13, 14, 17, 24],
  [18, 21, 23, 26, 30]
]

Given target = 5, return true.
Given target = 20, return false.
```

## 解题思路

从右上角开始查找。矩阵中的一个数，它左边的数都比它小，下边的数都比它大。因此，从右上角开始查找，就可以根据 target 和当前元素的大小关系来缩小查找区间。

复杂度：O(M + N) + O(1)

当前元素的查找区间为左下角的所有元素，例如元素 12 的查找区间如下：

<div align="center"> <img src="../pics//f94389e9-55b1-4f49-9d37-00ed05900ae0.png" width="250"/> </div><br>

```java
public boolean Find(int target, int[][] matrix) {
    if (matrix == null || matrix.length == 0 || matrix[0].length == 0)
        return false;
    int rows = matrix.length, cols = matrix[0].length;
    int r = 0, c = cols - 1; // 从右上角开始
    while (r <= rows - 1 && c >= 0) {
        if (target == matrix[r][c])
            return true;
        else if (target > matrix[r][c])
            r++;
        else
            c--;
    }
    return false;
}
```

```python
target = int(input())

# nums = [[1, 4, 7, 11, 15], [2, 5, 8, 12, 19], [3, 6, 9, 16, 22], [10, 13, 14, 17, 24], [18, 21, 23, 26, 30]]

nums = eval(input())

def find(target, matrix):
    if len(matrix) == 0 or len(matrix[0]) == 0:
        return False
        
    rows, cols = len(matrix), len(matrix[0])
    r, c = 0, cols - 1
    
    while r <= rows - 1 and c >= 0:
        if target == matrix[r][c]:
            return True
        elif target > matrix[r][c]:
            r += 1
        else:
            c -= 1
    return False
    
print (find(target, nums))
```

# 5. 替换空格

[NowCoder](https://www.nowcoder.com/practice/4060ac7e3e404ad1a894ef3e17650423?tpId=13&tqId=11155&tPage=1&rp=1&ru=/ta/coding-interviews&qru=/ta/coding-interviews/question-ranking)

## 题目描述


将一个字符串中的空格替换成 "%20"。

```text
Input:
"We Are Happy"

Output:
"We%20Are%20Happy"
```

## 解题思路

在字符串尾部填充任意字符，使得字符串的长度等于替换之后的长度。因为一个空格要替换成三个字符（%20），因此当遍历到一个空格时，需要在尾部填充两个任意字符。

令 P1 指向字符串原来的末尾位置，P2 指向字符串现在的末尾位置。P1 和 P2从后向前遍历，当 P1 遍历到一个空格时，就需要令 P2 指向的位置依次填充 02%（注意是逆序的），否则就填充上 P1 指向字符的值。

从后向前遍是为了在改变 P2 所指向的内容时，不会影响到 P1 遍历原来字符串的内容。

```java
public String replaceSpace(StringBuffer str) {
    int P1 = str.length() - 1;
    for (int i = 0; i < P1 + 1; i++)
        if (str.charAt(i) == ' ')
            str.append("  ");

    int P2 = str.length() - 1;
    while (P1 >= 0 && P2 > P1) {
        char c = str.charAt(P1--);
        if (c == ' ') {
            str.setCharAt(P2--, '0');
            str.setCharAt(P2--, '2');
            str.setCharAt(P2--, '%');
        } else {
            str.setCharAt(P2--, c);
        }
    }
    return str.toString();
}
```

```python
target = input()

print (target.replace(" ", "%20"))
```


# 6. 从尾到头打印链表

[NowCoder](https://www.nowcoder.com/practice/d0267f7f55b3412ba93bd35cfa8e8035?tpId=13&tqId=11156&tPage=1&rp=1&ru=/ta/coding-interviews&qru=/ta/coding-interviews/question-ranking)

## 题目描述

输入链表的第一个节点，从尾到头反过来打印出每个结点的值。

<div align="center"> <img src="../pics//d99dc9e2-197c-4085-813d-7195da1c6762.png" width="300"/> </div><br>

## 解题思路

### 使用栈

```java
public ArrayList<Integer> printListFromTailToHead(ListNode listNode) {
    Stack<Integer> stack = new Stack<>();
    while (listNode != null) {
        stack.add(listNode.val);
        listNode = listNode.next;
    }
    ArrayList<Integer> ret = new ArrayList<>();
    while (!stack.isEmpty())
        ret.add(stack.pop());
    return ret;
}
```

### 使用递归

```java
public ArrayList<Integer> printListFromTailToHead(ListNode listNode) {
    ArrayList<Integer> ret = new ArrayList<>();
    if (listNode != null) {
        ret.addAll(printListFromTailToHead(listNode.next));
        ret.add(listNode.val);
    }
    return ret;
}
```

### 使用头插法

利用链表头插法为逆序的特点。

头结点和第一个节点的区别：

- 头结点是在头插法中使用的一个额外节点，这个节点不存储值；
- 第一个节点就是链表的第一个真正存储值的节点。

```java
public ArrayList<Integer> printListFromTailToHead(ListNode listNode) {
    // 头插法构建逆序链表
    ListNode head = new ListNode(-1);
    while (listNode != null) {
        ListNode memo = listNode.next;
        listNode.next = head.next;
        head.next = listNode;
        listNode = memo;
    }
    // 构建 ArrayList
    ArrayList<Integer> ret = new ArrayList<>();
    head = head.next;
    while (head != null) {
        ret.add(head.val);
        head = head.next;
    }
    return ret;
}
```

```python
def printListFromTailToHead(listNode):
        # write code here
        l = list()
        while listNode:
            l.append(listNode.val)
            listNode = listNode.next
        l.reverse()
        return l
```

# 参考文献

- 何海涛. 剑指 Offer[M]. 电子工业出版社, 2012.