【数组、字符串】算法例题

每个题的【方法1】是自己的思路，【其他方法】是力扣上更优的解题思路

一、数组、字符串

1. 合并两个有序数组 ①

2. 移除元素 ①

3. 删除有序数组中的重复项 ①

4. 删除有序数组中的重复项 II ②

5. 多数元素 ①

6. 轮转数组 ②

7. 买卖股票的最佳时机 ①

8. 买卖股票的最佳时机 II ②

9. 跳跃游戏 ②

10. 跳跃游戏II ②

11. H指数 ②

12. O(1)时间插入、删除和获取随机元素 ②

13. 除自身以外数组的乘积 ②

14. 加油站 ②

15. 分发糖果 ③

16. 接雨水 ③

17. 罗马数字转整数 ①

18. 整数转罗马数字 ②

19. 最后一个单词的长度 ①

20. 最长公共前缀 ①

21. 反转字符串中的单词 ②

22. Z字形变换 ②

23. 找出字符串中第一个匹配项的下标 ①

24. 文本左右对齐 ③

一、数组、字符串

1. 合并两个有序数组 ①

给你两个按 非递减顺序 排列的整数数组 nums1 和 nums2，另有两个整数 m 和 n ，分别表示 nums1 和 nums2 中的元素数目。

请你合并 nums2 到 nums1 中，使合并后的数组同样按 非递减顺序 排列。

注意：最终，合并后数组不应由函数返回，而是存储在数组 nums1 中。为了应对这种情况，nums1 的初始长度为 m + n，其中前 m 个元素表示应合并的元素，后 n 个元素为 0 ，应忽略。nums2 的长度为 n 。

示例 1：

输入：nums1 = [1,2,3,0,0,0], m = 3, nums2 = [2,5,6], n = 3
输出：[1,2,2,3,5,6]
解释：需要合并 [1,2,3] 和 [2,5,6] 。
合并结果是 [1,2,2,3,5,6] ，其中斜体加粗标注的为 nums1 中的元素。

示例 2：

输入：nums1 = [1], m = 1, nums2 = [], n = 0
输出：[1]
解释：需要合并 [1] 和 [] 。
合并结果是 [1] 。

示例 3：

输入：nums1 = [0], m = 0, nums2 = [1], n = 1
输出：[1]
解释：需要合并的数组是 [] 和 [1] 。
合并结果是 [1] 。
注意，因为 m = 0 ，所以 nums1 中没有元素。nums1 中仅存的 0 仅仅是为了确保合并结果可以顺利存放到 nums1 中。

提示：

nums1.length == m + n
nums2.length == n
0 <= m, n <= 200
1 <= m + n <= 200
-109 <= nums1[i], nums2[j] <= 109

方法1：数组合并后再调用内置函数进行排序（1ms）

    public static void merge(int[] nums1, int m, int[] nums2, int n) {
        for(int i = 0; i < n; i++){
            nums1[m + i] = nums2[i];
        }
        Arrays.sort(nums1);
    }

方法2：两个指针对两个数组中元素一一比较(0ms）

public static void merge(int[] nums1, int m, int[] nums2, int n) {
        int i = m - 1;
        int j = n - 1;
        for (int k = m + n - 1; k >= 0; k--) {
            if (i < 0){
                nums1[k] = nums2[j];
                j--;
                continue;
            }
            if (j < 0){
                nums1[k] = nums1[i];
                i--;
                continue;
            }
            if (nums1[i] > nums2[j]){
                nums1[k] = nums1[i];
                i--;
            }else {
                nums1[k] = nums2[j];
                j--;
            }

        }
    }

方法3：类似于方法2

    public void merge(int[] nums1, int m, int[] nums2, int n) {
        if(n==0) return;
        int i = m-1,j=n-1,k = m+n-1;
        while(i>=0&&j>=0){
            if(nums1[i]>nums2[j]){
                nums1[k--] = nums1[i--];
            }else{
                nums1[k--] = nums2[j--];
            }
        }
        while(j>=0){
            nums1[k--] = nums2[j--];
        }
      
    }

2. 移除元素 ①

给你一个数组 nums 和一个值 val，你需要原地移除所有数值等于 val 的元素，并返回移除后数组的新长度。

不要使用额外的数组空间，你必须仅使用 O(1) 额外空间并 原地修改输入数组。

元素的顺序可以改变。你不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。

说明:

为什么返回数值是整数，但输出的答案是数组呢?

请注意，输入数组是以「引用」方式传递的，这意味着在函数里修改输入数组对于调用者是可见的。

你可以想象内部操作如下:

// nums 是以“引用”方式传递的。也就是说，不对实参作任何拷贝
int len = removeElement(nums, val);

// 在函数里修改输入数组对于调用者是可见的。
// 根据你的函数返回的长度, 它会打印出数组中 该长度范围内 的所有元素。
for (int i = 0; i < len; i++) {
    print(nums[i]);
}

示例 1：

输入：nums = [3,2,2,3], val = 3
输出：2, nums = [2,2]
解释：函数应该返回新的长度 2，并且 nums 中的前两个元素均为 2。你不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。例如，函数返回的新长度为 2 ，而 nums = [2,2,3,3] 或 nums = [2,2,0,0]，也会被视作正确答案。

示例 2：

输入：nums = [0,1,2,2,3,0,4,2], val = 2
输出：5, nums = [0,1,3,0,4]
解释：函数应该返回新的长度 5, 并且 nums 中的前五个元素为 0,1,3,0,4。注意这五个元素可为任意顺序。你不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。

提示：

0 <= nums.length <= 100
0 <= nums[i] <= 50
0 <= val <= 100

方法1：

    public int removeElement(int[] nums, int val) {
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
        int cnt = 0;
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            if (nums[i] != val){
                list.add(nums[i]);
            }
        }
        for (Integer integer : list) {
            nums[cnt++] = integer;
        }
        return list.size();
    }

方法2：

    public int removeElement(int[] nums, int val) {
        int left = 0;
        int right = 0;
        while(right < nums.length) {
            if(nums[right] == val) {
                right++;
            } else{
                nums[left++] = nums[right++];
            }
        }
        return left;
    }

3. 删除有序数组中的重复项 ①

给你一个 非严格递增排列 的数组 nums ，请你原地删除重复出现的元素，使每个元素 只出现一次 ，返回删除后数组的新长度。元素的 相对顺序 应该保持一致。然后返回 nums 中唯一元素的个数。

考虑 nums 的唯一元素的数量为 k ，你需要做以下事情确保你的题解可以被通过：

更改数组 nums ，使 nums 的前 k 个元素包含唯一元素，并按照它们最初在 nums 中出现的顺序排列。nums 的其余元素与 nums 的大小不重要。
返回 k 。

判题标准:

系统会用下面的代码来测试你的题解:

int[] nums = [...]; // 输入数组
int[] expectedNums = [...]; // 长度正确的期望答案

int k = removeDuplicates(nums); // 调用

assert k == expectedNums.length;
for (int i = 0; i < k; i++) {
    assert nums[i] == expectedNums[i];
}

如果所有断言都通过，那么您的题解将被通过。

示例 1：

输入：nums = [1,1,2]
输出：2, nums = [1,2,_]
解释：函数应该返回新的长度 2 ，并且原数组 nums 的前两个元素被修改为 1, 2 。不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。

示例 2：

输入：nums = [0,0,1,1,1,2,2,3,3,4]
输出：5, nums = [0,1,2,3,4]
解释：函数应该返回新的长度 5 ， 并且原数组 nums 的前五个元素被修改为 0, 1, 2, 3, 4。不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。

提示：

1 <= nums.length <= 3 * 104
-104 <= nums[i] <= 104
nums 已按 非严格递增 排列

方法1：

    public static int removeDuplicates(int[] nums) {
        int i = 1;
        int cnt = 1;
        while (i < nums.length){
            if (nums[i] == nums[i - 1]){
                i++;
                continue;
            }else {
                nums[cnt++] = nums[i++];
            }
        }
        return cnt;
    }

方法2：

    public int removeDuplicates1(int[] nums) {
        int slow =0;
        for(int fast =1; fast < nums.length; fast++){
            if(nums[fast] != nums[slow]){
                slow++;
                nums[slow] = nums[fast];
            }
        }
        return slow+1;
    }

4. 删除有序数组中的重复项 II ②

给你一个有序数组 nums ，请你原地删除重复出现的元素，使得出现次数超过两次的元素只出现两次 ，返回删除后数组的新长度。

不要使用额外的数组空间，你必须在 原地修改输入数组 并在使用 O(1) 额外空间的条件下完成。

说明：

为什么返回数值是整数，但输出的答案是数组呢？

请注意，输入数组是以「引用」方式传递的，这意味着在函数里修改输入数组对于调用者是可见的。

你可以想象内部操作如下:

// nums 是以“引用”方式传递的。也就是说，不对实参做任何拷贝
int len = removeDuplicates(nums);

// 在函数里修改输入数组对于调用者是可见的。
// 根据你的函数返回的长度, 它会打印出数组中 该长度范围内 的所有元素。
for (int i = 0; i < len; i++) {
    print(nums[i]);
}

示例 1：

输入：nums = [1,1,1,2,2,3]
输出：5, nums = [1,1,2,2,3]
解释：函数应返回新长度 length = 5, 并且原数组的前五个元素被修改为1, 1, 2, 2, 3。 不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。

示例 2：

输入：nums = [0,0,1,1,1,1,2,3,3]
输出：7, nums = [0,0,1,1,2,3,3]
解释：函数应返回新长度 length = 7, 并且原数组的前五个元素被修改为 0, 0, 1, 1, 2, 3, 3。不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。

提示：

1 <= nums.length <= 3 * 104
-104 <= nums[i] <= 104
nums 已按升序排列

方法1：

    public static int removeDuplicates(int[] nums) {
        int index = 0;
        int count = 1;
        for (int i = 1; i < nums.length; i++) {
            if (nums[i] == nums[index] && count == 1){
                index++;
                nums[index] = nums[i];
                count++;
            }
            if (nums[i] != nums[index]){
                index++;
                nums[index] = nums[i];
                count = 1;
            }
        }
        return index + 1;
    }

方法2：

    public static int removeDuplicates1(int[] nums) {
        if(nums.length<=2) return nums.length;
        int slow = 2;
        for(int fast = 2;fast<nums.length;fast++)
        {
            if(nums[fast]!=nums[slow-2])
            {
                nums[slow++] = nums[fast];
            }
        }
        return slow;
    }

方法3：

class Solution {
    public int removeDuplicates(int[] nums) {   
        return process(nums, 2);
    }
    int process(int[] nums, int k) {
        int u = 0; 
        for (int x : nums) {
            if (u < k || nums[u - k] != x) nums[u++] = x;
        }
        return u;
    }
}

作者：宫水三叶
链接：https://leetcode.cn/problems/remove-duplicates-from-sorted-array-ii/
来源：力扣（LeetCode）

5. 多数元素 ①

给定一个大小为 n 的数组 nums ，返回其中的多数元素。多数元素是指在数组中出现次数大于

⌊ n/2 ⌋ 的元素。

你可以假设数组是非空的，并且给定的数组总是存在多数元素。

示例 1：

输入：nums = [3,2,3]
输出：3

示例 2：

输入：nums = [2,2,1,1,1,2,2]
输出：2

提示：

n == nums.length
1 <= n <= 5 * 104
-109 <= nums[i] <= 109

方法一：

    public static int majorityElement(int[] nums) {
        HashMap<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
        for (int num : nums) {
            map.put(num, map.getOrDefault(num, 0) + 1);
        }
        int length = nums.length / 2;
        Integer result = 0;
        Set<Map.Entry<Integer, Integer>> entries = map.entrySet();
        for (Map.Entry<Integer, Integer> entry : entries) {
            if (entry.getValue() > length){
                result = entry.getKey();
            }
        }
        return result;
    }

方法2： 0秒

    private int quickSort(int[] nums, int l, int r, int k) {
        if (l >= r) return nums[l];
        int x = nums[l + r >> 1];
        int i = l - 1;
        int j = r + 1;
        while (i < j) {
            while (nums[++i] < x) ;
            while (nums[--j] > x) ;
            if (i < j) {
                int tmp = nums[i];
                nums[i] = nums[j];
                nums[j] = tmp;
            }
        }
        return k <= j ? quickSort(nums, l, j, k) : quickSort(nums, j + 1, r, k);
    }

    public int majorityElement(int[] nums) {
        return quickSort(nums, 0, nums.length - 1, nums.length / 2);
    }

方法3：1秒

    public int majorityElement(int[] nums) {
        int res = nums[0];
        int count = 1;
        for(int i = 1; i < nums.length; i++){
            if(nums[i] == res){
                count++;
            }
            else if(count > 1){
                count--;
            }
            else{
                res = nums[i];
            }
        }
        return res;
    }

6. 轮转数组 ②

给定一个整数数组 nums，将数组中的元素向右轮转 k 个位置，其中 k 是非负数。

示例 1:

输入: nums = [1,2,3,4,5,6,7], k = 3
输出: [5,6,7,1,2,3,4]

解释:
向右轮转 1 步: [7,1,2,3,4,5,6]
向右轮转 2 步: [6,7,1,2,3,4,5]
向右轮转 3 步: [5,6,7,1,2,3,4]

示例 2:

输入：nums = [-1,-100,3,99], k = 2
输出：[3,99,-1,-100]
解释: 
向右轮转 1 步: [99,-1,-100,3]
向右轮转 2 步: [3,99,-1,-100]

提示：

1 <= nums.length <= 105
-231 <= nums[i] <= 231 - 1
0 <= k <= 105

方法1：

    public static void rotate(int[] nums, int k) {
        int length = nums.length;
        int[] newArr = new int[length];
        k = k > length? k % length : k;
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            newArr[i] = nums[(length + i - k) % length];
        }
        System.arraycopy(newArr, 0, nums, 0, length);
    }

方法2：

    public void rotate(int[] nums, int k) {
        //翻转数组
        k = k % nums.length;
        reverse(nums,0,nums.length-1);
        reverse(nums,0,k-1);
        reverse(nums,k,nums.length-1);

        
    }
    public void reverse(int[] nums, int start,int end){
        while(start<end){
            int temp = nums[start];
            nums[start++] = nums[end];
            nums[end--] = temp;
        }
    }

7. 买卖股票的最佳时机 ①

给定一个数组 prices ，它的第 i 个元素 prices[i] 表示一支给定股票第 i 天的价格。

你只能选择 某一天 买入这只股票，并选择在 未来的某一个不同的日子 卖出该股票。设计一个算法来计算你所能获取的最大利润。

返回你可以从这笔交易中获取的最大利润。如果你不能获取任何利润，返回 0 。

示例 1：

输入：[7,1,5,3,6,4]
输出：5
解释：在第 2 天（股票价格 = 1）的时候买入，在第 5 天（股票价格 = 6）的时候卖出，最大利润 = 6-1 = 5 。 注意利润不能是 7-1 = 6, 因为卖出价格需要大于买入价格；同时，你不能在买入前卖出股票。

示例 2：

输入：prices = [7,6,4,3,1]
输出：0
解释：在这种情况下, 没有交易完成, 所以最大利润为 0。

提示：

1 <= prices.length <= 105
0 <= prices[i] <= 104

方法一：

    public static int maxProfit(int[] prices) {
        int max = 0;
        int min = Integer.MAX_VALUE;
        for (int i = 0; i < prices.length; i++) {
            if (prices[i] < min){
                min = prices[i];
            }else {
                max = prices[i] - min > max? prices[i] - min:max;
            }
        }
        return max;
    }

方法二：

    public int maxProfit(int[] prices) {
        int cost = Integer.MAX_VALUE, profit = 0;
        for (int price : prices) {
            cost = Math.min(cost, price);
            profit = Math.max(profit, price - cost);
        }
        return profit;
    }

作者：Krahets
链接：https://leetcode.cn/problems/best-time-to-buy-and-sell-stock/

8. 买卖股票的最佳时机 II ②

给你一个整数数组 prices ，其中 prices[i] 表示某支股票第 i 天的价格。

在每一天，你可以决定是否购买和/或出售股票。你在任何时候最多只能持有一股股票。你也可以先购买，然后在 同一天 出售。

返回 你能获得的最大利润 。

示例 1：

输入：prices = [7,1,5,3,6,4]
输出：7
解释：在第 2 天（股票价格 = 1）的时候买入，在第 3 天（股票价格 = 5）的时候卖出, 这笔交易所能获得利润 = 5 - 1 = 4 。
     随后，在第 4 天（股票价格 = 3）的时候买入，在第 5 天（股票价格 = 6）的时候卖出, 这笔交易所能获得利润 = 6 - 3 = 3 。
     总利润为 4 + 3 = 7 。

示例 2：

输入：prices = [1,2,3,4,5]
输出：4
解释：在第 1 天（股票价格 = 1）的时候买入，在第 5 天 （股票价格 = 5）的时候卖出, 这笔交易所能获得利润 = 5 - 1 = 4 。
     总利润为 4 。

示例 3：

输入：prices = [7,6,4,3,1]
输出：0
解释：在这种情况下, 交易无法获得正利润，所以不参与交易可以获得最大利润，最大利润为 0 。

提示：

1 <= prices.length <= 3 * 104
0 <= prices[i] <= 104

方法1：

    public static int maxProfit(int[] prices) {
        int max = 0;
        int left = 0;
        for (int i = 1; i < prices.length; i++) {
           if (prices[i] > prices[i - 1]){
               left++;
               if (i == prices.length - 1){
                   max += prices[i] - prices[i - left];
               }
           }else {
               max += prices[i - 1] - prices[i - 1 - left];
               left = 0;
           }
        }
        return max;
    }

方法2：

    public int maxProfit(int[] prices) {
        int profit = 0;
        for (int i = 1; i < prices.length; i++) {
            int tmp = prices[i] - prices[i - 1];
            if (tmp > 0) profit += tmp;
        }
        return profit;
    }

作者：Krahets
链接：https://leetcode.cn/problems/best-time-to-buy-and-sell-stock-ii/

9. 跳跃游戏 ②

给你一个非负整数数组 nums ，你最初位于数组的 第一个下标 。数组中的每个元素代表你在该位置可以跳跃的最大长度。

判断你是否能够到达最后一个下标，如果可以，返回 true ；否则，返回 false 。

示例 1：

输入：nums = [2,3,1,1,4]
输出：true
解释：可以先跳 1 步，从下标 0 到达下标 1, 然后再从下标 1 跳 3 步到达最后一个下标。

示例 2：

输入：nums = [3,2,1,0,4]
输出：false
解释：无论怎样，总会到达下标为 3 的位置。但该下标的最大跳跃长度是 0 ， 所以永远不可能到达最后一个下标。

提示：

1 <= nums.length <= 104
0 <= nums[i] <= 105

方法二：

    public static boolean canJump(int[] nums) {
        if (nums == null) {
            return false;
        }
        //前n-1个元素能够跳到的最远距离
        int k = 0;
        for (int i = 0; i <= k; i++) {
            //第i个元素能够跳到的最远距离
            int temp = i + nums[i];
            //更新最远距离
            k = Math.max(k, temp);
            //如果最远距离已经大于或等于最后一个元素的下标,则说明能跳过去,退出. 减少循环
            if (k >= nums.length - 1) {
                return true;
            }
        }
        //最远距离k不再改变,且没有到末尾元素
        return false;
    }

10. 跳跃游戏II ②

给定一个长度为 n 的 0 索引整数数组 nums。初始位置为 nums[0]。

每个元素 nums[i] 表示从索引 i 向前跳转的最大长度。换句话说，如果你在 nums[i] 处，你可以跳转到任意 nums[i + j] 处:

0 <= j <= nums[i]
i + j < n

返回到达 nums[n - 1] 的最小跳跃次数。生成的测试用例可以到达 nums[n - 1]。

示例 1:

输入: nums = [2,3,1,1,4]
输出: 2
解释: 跳到最后一个位置的最小跳跃数是 2。 从下标为 0 跳到下标为 1 的位置，跳 1 步，然后跳 3 步到达数组的最后一个位置。

示例 2:

输入: nums = [2,3,0,1,4]
输出: 2

提示:

1 <= nums.length <= 104
0 <= nums[i] <= 1000
题目保证可以到达 nums[n-1]

方法二：

    public int jump(int[] nums) {
        if (nums == null || nums.length <= 1) return 0;

        int currJumpMax = 0,  //以当前跳跃步数，能到的最远位置，比如: jump=1跳一次时，最远能到下标currJumpMax=2
            currPostMax = 0,  //当前位置能到的最远位置
            jump = 0,
            i = 0;

        while (i < nums.length - 1) { //不需要检查最后一个位置是因为，最后一个位置我们不用跳了已经
            currPostMax = Math.max(currPostMax, i + nums[i]);
            if (i == currJumpMax) { //已经走到了当前跳跃步数的边界，
                jump++; //我们不得不再跳一次
                currJumpMax = currPostMax; //并记录当前跳跃步数能到的最远位置
            }
            i++;
        }

        return jump;
    }

11. H指数 ②

给你一个整数数组 citations ，其中 citations[i] 表示研究者的第 i 篇论文被引用的次数。计算并返回该研究者的 h 指数。

根据维基百科上 h 指数的定义：h 代表“高引用次数” ，一名科研人员的 h 指数是指他（她）至少发表了 h 篇论文，并且至少有 h 篇论文被引用次数大于等于 h 。如果 h 有多种可能的值，h 指数 是其中最大的那个。

示例 1：

输入：citations = [3,0,6,1,5]
输出：3 
解释：给定数组表示研究者总共有 5 篇论文，每篇论文相应的被引用了 3, 0, 6, 1, 5 次。     由于研究者有 3 篇论文每篇 至少 被引用了 3 次，其余两篇论文每篇被引用 不多于 3 次，所以她的 h 指数是 3。

示例 2：

输入：citations = [1,3,1]
输出：1

提示：

n == citations.length
1 <= n <= 5000
0 <= citations[i] <= 1000

方法2：

    public int hIndex(int[] cs) {
        int n = cs.length;
        int l = 0, r = n;
        while (l < r) {
            int mid = l + r + 1 >> 1;
            if (check(cs, mid)) l = mid;
            else r = mid - 1;
        }
        return r;
    }
    boolean check(int[] cs, int mid) {
        int ans = 0;
        for (int i : cs) if (i >= mid) ans++;
        return ans >= mid;
    }

作者：宫水三叶
链接：https://leetcode.cn/problems/h-index/

方法3：

    public int hIndex(int[] citations) {
        Arrays.sort(citations);
        int hIndex = 0;
        int n = citations.length-1;

        for (int i = n; i >= 0; i--) {
            if(citations[i] > hIndex ) {
                hIndex++;
            }
        }
        return citations[n] == 0?0:hIndex;
    }

12. O(1)时间插入、删除和获取随机元素 ②

13. 除自身以外数组的乘积 ②

给你一个整数数组 nums，返回 数组 answer ，其中 answer[i] 等于 nums 中除 nums[i] 之外其余各元素的乘积 。

题目数据保证数组 nums之中任意元素的全部前缀元素和后缀的乘积都在 32 位 整数范围内。

请 不要使用除法，且在 O(n) 时间复杂度内完成此题。

示例 1:

输入: nums = [1,2,3,4]

输出: [24,12,8,6]

示例 2:

输入: nums = [-1,1,0,-3,3]
输出: [0,0,9,0,0]

提示：

2 <= nums.length <= 105
-30 <= nums[i] <= 30
保证数组 nums之中任意元素的全部前缀元素和后缀的乘积都在 32 位 整数范围内

进阶：你可以在 O(1) 的额外空间复杂度内完成这个题目吗？（出于对空间复杂度分析的目的，输出数组 不被视为 额外空间。）

方法1：（超出时间限制，通过18/22）

    public static int[] productExceptSelf(int[] nums) {
        int[] answer = new int[nums.length];
        Arrays.fill(answer, 1);
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            int index = 0;
            while (index <nums.length){
                if (index != i){
                    answer[i] *= nums[index];
                }
                index++;
            }
        }
        return answer;
    }

方法2：（0ms）

    public int[] productExceptSelf(int[] nums) {
        int[] result = new int[nums.length];
        int initial = 1;
        for(int i = 0; i < nums.length; i++){
            result[i] = initial;
            initial *= nums[i];
        }
        initial = 1;
        for(int j = nums.length - 1; j >= 0; j--){
            result[j] *= initial;
            initial *= nums[j];
        }

        return result;
    }

14. 加油站 ②

在一条环路上有 n 个加油站，其中第 i 个加油站有汽油 gas[i] 升。

你有一辆油箱容量无限的的汽车，从第 i 个加油站开往第 i+1 个加油站需要消耗汽油 cost[i] 升。你从其中的一个加油站出发，开始时油箱为空。

给定两个整数数组 gas 和 cost ，如果你可以按顺序绕环路行驶一周，则返回出发时加油站的编号，否则返回 -1 。如果存在解，则保证它是唯一的。

示例 1:

输入: gas = [1,2,3,4,5], cost = [3,4,5,1,2]
输出: 3
解释:
从 3 号加油站(索引为 3 处)出发，可获得 4 升汽油。此时油箱有 = 0 + 4 = 4 升汽油
开往 4 号加油站，此时油箱有 4 - 1 + 5 = 8 升汽油
开往 0 号加油站，此时油箱有 8 - 2 + 1 = 7 升汽油
开往 1 号加油站，此时油箱有 7 - 3 + 2 = 6 升汽油
开往 2 号加油站，此时油箱有 6 - 4 + 3 = 5 升汽油
开往 3 号加油站，你需要消耗 5 升汽油，正好足够你返回到 3 号加油站。
因此，3 可为起始索引。

示例 2:

输入: gas = [2,3,4], cost = [3,4,3]
输出: -1
解释:
你不能从 0 号或 1 号加油站出发，因为没有足够的汽油可以让你行驶到下一个加油站。
我们从 2 号加油站出发，可以获得 4 升汽油。 此时油箱有 = 0 + 4 = 4 升汽油
开往 0 号加油站，此时油箱有 4 - 3 + 2 = 3 升汽油
开往 1 号加油站，此时油箱有 3 - 3 + 3 = 3 升汽油
你无法返回 2 号加油站，因为返程需要消耗 4 升汽油，但是你的油箱只有 3 升汽油。
因此，无论怎样，你都不可能绕环路行驶一周。

提示:

gas.length == n
cost.length == n
1 <= n <= 105
0 <= gas[i], cost[i] <= 104

方法1：（34/40通过）

    public static int canCompleteCircuit(int[] gas, int[] cost) {
        for (int i = 0; i < gas.length; i++) {
            if (gas[i] < cost[i]){
                continue;
            }else {
                int index = 0;
                int res = gas[i];
                int result = cost[(i - 1 + gas.length) % gas.length];
                while (index < gas.length - 1){
                    res -= cost[(i + index) % gas.length];
                    if (res < 0){
                        break;
                    }else {
                        res = res + gas[(i + 1 + index) % gas.length];
                        index++;
                    }
                }
                if (res == result){
                    return i;
                }

            }
        }
        return -1;
    }

方法2：（0ms）

    public int canCompleteCircuit(int[] gas, int[] cost) {
        int res = 0;
        int tank = 0;
        int need = 0;
        
        for (int i = 0; i < gas.length; i++) {
            tank += (gas[i] - cost[i]);
            if (tank < 0) {
                res = i + 1;
                need += tank;
                tank = 0;
            }
        }
        if (tank + need >= 0) {
            return res;
        } 
        return -1;
    }

方法3：（1ms）

    public int canCompleteCircuit(int[] gas, int[] cost) {
        int n = gas.length;
        int sum = 0;
        int minSum = Integer.MAX_VALUE, minSumIndex = 0;

        for (int i = 0; i < n; i++){
            sum += gas[i] - cost[i]; 

            if (sum < minSum){
                minSumIndex = i;
                minSum = sum;
            }
        }
        if (sum < 0) return -1;
        else if (minSum >= 0) return 0;
        else return (minSumIndex + 1) % n;
    }

15. 分发糖果 ③

16. 接雨水 ③

17. 罗马数字转整数 ①

罗马数字包含以下七种字符: I， V， X， L，C，D 和 M。

字符          数值
I             1
V             5
X             10
L             50
C             100
D             500
M             1000

例如，罗马数字 2 写做 II ，即为两个并列的 1 。12 写做 XII ，即为 X + II 。 27 写做 XXVII, 即为 XX + V + II 。

通常情况下，罗马数字中小的数字在大的数字的右边。但也存在特例，例如 4 不写做 IIII，而是 IV。数字 1 在数字 5 的左边，所表示的数等于大数 5 减小数 1 得到的数值 4 。同样地，数字 9 表示为 IX。这个特殊的规则只适用于以下六种情况：

I 可以放在 V (5) 和 X (10) 的左边，来表示 4 和 9。
X 可以放在 L (50) 和 C (100) 的左边，来表示 40 和 90。
C 可以放在 D (500) 和 M (1000) 的左边，来表示 400 和 900。

给定一个罗马数字，将其转换成整数。

示例 1:

输入: s = "III"
输出: 3

示例 2:

输入: s = "IV"
输出: 4

示例 3:

输入: s = "IX"
输出: 9

示例 4:

输入: s = "LVIII"
输出: 58
解释: L = 50, V= 5, III = 3.

示例 5:

输入: s = "MCMXCIV"
输出: 1994
解释: M = 1000, CM = 900, XC = 90, IV = 4.

提示：

1 <= s.length <= 15
s 仅含字符 ('I', 'V', 'X', 'L', 'C', 'D', 'M')
题目数据保证 s 是一个有效的罗马数字，且表示整数在范围 [1, 3999] 内
题目所给测试用例皆符合罗马数字书写规则，不会出现跨位等情况。
IL 和 IM 这样的例子并不符合题目要求，49 应该写作 XLIX，999 应该写作 CMXCIX 。
关于罗马数字的详尽书写规则，可以参考罗马数字 - Mathematics 。

方法一：

    public int romanToInt(String s) {
        Stack<Integer> stack = new Stack<>();
        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            char c = s.charAt(i);
            int num = charToInt(c);
            if (stack.size() == 0 || num <= stack.peek()) {
                stack.push(num);
            }else {
                Integer pop = stack.pop();
                stack.push(num - pop);
            }
        }
        int sum = 0;
        while (stack.size() > 0){
            sum += stack.pop();
        }
        return sum;
    }
    public static int charToInt(char c){
        int symbol = 0;
        switch (c){
            case 'I':
                symbol = 1;
                break;
            case 'V':
                symbol = 5;
                break;
            case 'X':
                symbol = 10;
                break;
            case 'L':
                symbol = 50;
                break;
            case 'C':
                symbol = 100;
                break;
            case 'D':
                symbol = 500;
                break;
            case 'M':
                symbol = 1000;
                break;
        }
        return symbol;
    }

方法2：

    public int romanToInt(String s) {
        int sum = 0;
        int preNum = getValue(s.charAt(0));
        for(int i = 1;i < s.length(); i ++) {
            int num = getValue(s.charAt(i));
            if(preNum < num) {
                sum -= preNum;
            } else {
                sum += preNum;
            }
            preNum = num;
        }
        sum += preNum;
        return sum;
    }
    
    private int getValue(char ch) {
        switch(ch) {
            case 'I': return 1;
            case 'V': return 5;
            case 'X': return 10;
            case 'L': return 50;
            case 'C': return 100;
            case 'D': return 500;
            case 'M': return 1000;
            default: return 0;
        }
    }

18. 整数转罗马数字 ②

罗马数字包含以下七种字符： I， V， X， L，C，D 和 M。

字符          数值
I             1
V             5
X             10
L             50
C             100
D             500
M             1000

例如，罗马数字 2 写做 II ，即为两个并列的 1。12 写做 XII ，即为 X + II 。 27 写做 XXVII, 即为 XX + V + II 。

I 可以放在 V (5) 和 X (10) 的左边，来表示 4 和 9。
X 可以放在 L (50) 和 C (100) 的左边，来表示 40 和 90。
C 可以放在 D (500) 和 M (1000) 的左边，来表示 400 和 900。

给你一个整数，将其转为罗马数字。

示例 1:

输入: num = 3
输出: "III"

示例 2:

输入: num = 4
输出: "IV"

示例 3:

输入: num = 9
输出: "IX"

示例 4:

输入: num = 58
输出: "LVIII"
解释: L = 50, V = 5, III = 3.

示例 5:

输入: num = 1994
输出: "MCMXCIV"
解释: M = 1000, CM = 900, XC = 90, IV = 4.

提示：

1 <= num <= 3999

方法1：

    public static String intToRoman(int num) {
        int[] nums = {1000, 900, 500, 400, 100, 90, 50, 40, 10, 9, 5, 4, 1};
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
        while (num > 0){
            for (int i = 0; i < nums.length; ) {
                while (num >= nums[i]){
                    stringBuilder.append(toString(nums[i]));
                    num -= nums[i];
                }
                i++;
            }
        }
        return stringBuilder.toString();
    }
    public static String toString(int num){
        switch (num){
            case 1000:
                return "M";
            case 900:
                return "CM";
            case 500:
                return "D";
            case 400:
                return "CD";
            case 100:
                return "C";
            case 90:
                return "XC";
            case 50:
                return "L";
            case 40:
                return "XL";
            case 10:
                return "X";
            case 9:
                return "IX";
            case 5:
                return "V";
            case 4:
                return "IV";
            case 1:
                return "I";
        }
        return "";
    }

方法2：

    public String intToRoman(int num) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        int remains = num;
        while (remains > 0) {
            if (remains >= 1000) {
                sb.append('M');
                remains -= 1000;
            } else if (remains >= 100) {
                if (remains >= 900) {
                    sb.append("CM");
                    remains -= 900;
                } else if (remains >= 500) {
                    sb.append('D');
                    remains -= 500;
                } else if (remains >= 400) {
                    sb.append("CD");
                    remains -= 400;
                } else {
                    sb.append('C');
                    remains -= 100;
                }
            } else if (remains >= 10) {
                if (remains >= 90) {
                    sb.append("XC");
                    remains -= 90;
                } else if (remains >= 50) {
                    sb.append('L');
                    remains -= 50;
                } else if (remains >= 40) {
                    sb.append("XL");
                    remains -= 40;
                } else {
                    sb.append('X');
                    remains -= 10;
                }
            } else {
                if (remains >= 9) {
                    sb.append("IX");
                    remains -= 9;
                } else if (remains >= 5) {
                    sb.append('V');
                    remains -= 5;
                } else if (remains >= 4) {
                    sb.append("IV");
                    remains -= 4;
                } else {
                    sb.append('I');
                    remains -= 1;
                }
            }
        }
        return sb.toString();
    }

方法3：

    int[] values = {1000, 900, 500, 400, 100, 90, 50, 40, 10, 9, 5, 4, 1};
    String[] symbols = {"M", "CM", "D", "CD", "C", "XC", "L", "XL", "X", "IX", "V", "IV", "I"};

    public String intToRoman(int num) {
        StringBuffer roman = new StringBuffer();
        for (int i = 0; i < values.length; ++i) {
            int value = values[i];
            String symbol = symbols[i];
            while (num >= value) {
                num -= value;
                roman.append(symbol);
            }
            if (num == 0) {
                break;
            }
        }
        return roman.toString();
    }

19. 最后一个单词的长度 ①

给你一个字符串 s，由若干单词组成，单词前后用一些空格字符隔开。返回字符串中 最后一个 单词的长度。

单词是指仅由字母组成、不包含任何空格字符的最大子字符串。

示例 1：

输入：s = "Hello World"
输出：5
解释：最后一个单词是“World”，长度为5。

示例 2：

输入：s = "   fly me   to   the moon  "
输出：4
解释：最后一个单词是“moon”，长度为4。

示例 3：

输入：s = "luffy is still joyboy"
输出：6
解释：最后一个单词是长度为6的“joyboy”。

提示：

1 <= s.length <= 104
s 仅有英文字母和空格 ' ' 组成
s 中至少存在一个单词

方法1：（0ms）

    public static int lengthOfLastWord(String s) {
        int right = s.length() - 1;
        while (s.charAt(right) == ' '){
            right--;
        }
        int index = right;
        while (index >= 0 && s.charAt(index) != ' '){
            index--;
        }
        return right - index;
    }

20. 最长公共前缀 ①

编写一个函数来查找字符串数组中的最长公共前缀。

如果不存在公共前缀，返回空字符串 ""。

示例 1：

输入：strs = ["flower","flow","flight"]
输出："fl"

示例 2：

输入：strs = ["dog","racecar","car"]
输出：""
解释：输入不存在公共前缀。

提示：

1 <= strs.length <= 200
0 <= strs[i].length <= 200
strs[i] 仅由小写英文字母组成

方法1：（1ms）

    public static String longestCommonPrefix(String[] strs) {
        if (strs.length == 1){
            return strs[0];
        }
        int index = 0;
        String str = strs[0];
        while (index < str.length()) {
            char c = str.charAt(index);
            for (int i = 1; i < strs.length; i++) {
                if (strs[i].length() <= index){
                    return str.substring(0, index);
                }
                char c1 = strs[i].charAt(index);
                if (c1 != c){
                    return str.substring(0, index);
                }
            }
            index++;
        }
        return str.substring(0, index);
    }

方法2：（0ms）

    public String longestCommonPrefix(String[] strs) {
        if (strs == null || strs.length == 0) {
            return "";
        }
        String prefix = strs[0];
        int count = strs.length;
        for (int i = 1; i < count; i++) {
            prefix = longestCommonPrefix(prefix, strs[i]);
            if (prefix.length() == 0) {
                break;
            }
        }
        return prefix;
    }

    public String longestCommonPrefix(String str1, String str2) {
        int length = Math.min(str1.length(), str2.length());
        int index = 0;
        while (index < length && str1.charAt(index) == str2.charAt(index)) {
            index++;
        }
        return str1.substring(0, index);
    }

21. 反转字符串中的单词 ②

给你一个字符串 s ，请你反转字符串中单词的顺序。

单词是由非空格字符组成的字符串。s 中使用至少一个空格将字符串中的单词分隔开。

返回单词顺序颠倒且单词之间用单个空格连接的结果字符串。

注意：输入字符串 s中可能会存在前导空格、尾随空格或者单词间的多个空格。返回的结果字符串中，单词间应当仅用单个空格分隔，且不包含任何额外的空格。

示例 1：

输入：s = "the sky is blue"
输出："blue is sky the"

示例 2：

输入：s = "  hello world  "
输出："world hello"
解释：反转后的字符串中不能存在前导空格和尾随空格。

示例 3：

输入：s = "a good   example"
输出："example good a"
解释：如果两个单词间有多余的空格，反转后的字符串需要将单词间的空格减少到仅有一个。

提示：

1 <= s.length <= 104
s 包含英文大小写字母、数字和空格 ' '
s 中 至少存在一个 单词

进阶：如果字符串在你使用的编程语言中是一种可变数据类型，请尝试使用 O(1) 额外空间复杂度的原地解法。

方法1：（6ms）

    public static String reverseWords(String s) {
        Stack<String> stack = new Stack<>();
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
        String[] s1 = s.split(" ");
        for (String s2 : s1) {
            if (!"".equals(s2)){
                stack.push(s2);
            }
        }
        while (stack.size() > 0){
            stringBuilder.append(stack.pop()).append(" ");
        }
        return stringBuilder.toString().substring(0, stringBuilder.length() - 1);
    }

方法2：

22. Z字形变换 ②

将一个给定字符串 s 根据给定的行数 numRows ，以从上往下、从左到右进行 Z 字形排列。

比如输入字符串为 "PAYPALISHIRING" 行数为 3 时，排列如下：

P   A   H   N
A P L S I I G
Y   I   R

之后，你的输出需要从左往右逐行读取，产生出一个新的字符串，比如："PAHNAPLSIIGYIR"。

请你实现这个将字符串进行指定行数变换的函数：

string convert(string s, int numRows);

示例 1：

输入：s = "PAYPALISHIRING", numRows = 3
输出："PAHNAPLSIIGYIR"

示例 2：

输入：s = "PAYPALISHIRING", numRows = 4
输出："PINALSIGYAHRPI"
解释：
P     I    N
A   L S  I G
Y A   H R
P     I

示例 3：

输入：s = "A", numRows = 1
输出："A"

提示：

1 <= s.length <= 1000
s 由英文字母（小写和大写）、',' 和 '.' 组成
1 <= numRows <= 1000

方法1：

    public static String convert(String s, int numRows) {
        if (numRows == 1){
            return s;
        }
        StringBuilder[] stringBuilders = new StringBuilder[numRows];
        for (int i = 0; i < numRows; i++) {
            stringBuilders[i] = new StringBuilder();
        }
        boolean flag = true;
        int index = 0;
        int[] indexArr = new int[s.length()];
        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            indexArr[i] = index;
            if (index == 0){
                flag = true;
            }
            if (index == numRows - 1){
                flag = false;
            }
            if (flag){
                index++;
            }else {
                index--;
            }

        }
        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            stringBuilders[indexArr[i]].append(s.charAt(i));
        }
        for (int i = 1; i < numRows; i++) {
            stringBuilders[0].append(stringBuilders[i]);
        }
        return stringBuilders[0].toString();
    }

23. 找出字符串中第一个匹配项的下标 ①

给你两个字符串 haystack 和 needle ，请你在 haystack 字符串中找出 needle 字符串的第一个匹配项的下标（下标从 0 开始）。如果 needle 不是 haystack 的一部分，则返回 -1 。

示例 1：

输入：haystack = "sadbutsad", needle = "sad"
输出：0
解释："sad" 在下标 0 和 6 处匹配。
第一个匹配项的下标是 0 ，所以返回 0 。

示例 2：

输入：haystack = "leetcode", needle = "leeto"
输出：-1
解释："leeto" 没有在 "leetcode" 中出现，所以返回 -1 。

提示：

1 <= haystack.length, needle.length <= 104
haystack 和 needle 仅由小写英文字符组成

方法1：（0ms）

    public static int strStr(String haystack, String needle) {
        for (int i = 0; i < haystack.length() - needle.length() + 1; i++) {
            String substring = haystack.substring(i, i + needle.length());
            if (substring.equals(needle)){
                return i;
            }
        }
        return -1;
    }