题目1：两数之和
问题描述：给定一个整数数组 nums 和一个目标值 target，找出数组中和为目标值的两个数的下标。
解题思路：使用哈希表记录每个值及其索引，遍历数组时查找目标值与当前值的差是否在哈希表中。
Python代码示例:
def twoSum(nums, target):
hashmap = {}
for i, num in enumerate(nums):
complement = target - num
if complement in hashmap:
return [hashmap[complement], i]
hashmap[num] = i
return []
题目2：买卖股票的最佳时机
问题描述：给定一个数组，它的第 i 个元素是一支给定股票第 i 天的价格，设计一个算法来找到最大的可能利润，你可以尽可能地完成最多两次交易（一次买入和一次卖出）。
解题思路：动态规划，定义四个变量分别记录第一次买入、第一次卖出、第二次买入和第二次卖出的最大利润。
Python代码示例:
def maxProfit(prices):
buy1, buy2, profit1, profit2 = float('inf'), float('inf'), 0, 0
for price in prices:
buy1 = min(buy1, price)
profit1 = max(profit1, price - buy1)
buy2 = min(buy2, price - profit1)
profit2 = max(profit2, price - buy2)
return profit2
题目3：无重复字符的最长子串
问题描述：给定一个字符串 s，找出其中没有重复字符的最长子串的长度。
解题思路：滑动窗口，用两个指针分别表示窗口的左右边界，维护一个哈希集合记录窗口内的字符，窗口右移时检查字符是否重复，重复则左指针右移。
Python代码示例:
def lengthOfLongestSubstring(s):
char_set = set()
left, right, max_len = 0, 0, 0
while right < len(s):
if s[right] not in char_set:
char_set.add(s[right])
max_len = max(max_len, right - left + 1)
right += 1
else:
char_set.remove(s[left])
left += 1
return max_len
题目4：岛屿数量
问题描述：给定一个由 ‘1’（陆地）和 ‘0’（水）组成的二维网格地图，计算岛屿的数量。
解题思路：深度优先搜索，遍历地图，遇到 ‘1’ 则进行 DFS 并标记为 ‘0’ 避免重复计数。
Python代码示例:
def numIslands(grid):
def dfs(i, j):
if i < 0 or j < 0 or i >= len(grid) or j >= len(grid[0]) or grid[i][j] != '1':
return
grid[i][j] = '0'
dfs(i + 1, j)
dfs(i - 1, j)
dfs(i, j + 1)
dfs(i, j - 1)
count = 0
for i in range(len(grid)):
for j in range(len(grid[0])):
if grid[i][j] == '1':
dfs(i, j)
count += 1
return count
题目5：最长公共前缀
问题描述：编写一个函数来找出字符串数组中的最长公共前缀。
解题思路：水平扫描，比较每个字符串的相同位置的字符，直到遇到不匹配或遍历完所有字符串的最短长度。
Python代码示例:
def longestCommonPrefix(strs):
if not strs:
return ""
prefix, count = strs[0], len(strs)
for i in range(1, count):
prefix = prefix[:min(len(prefix), len(strs[i]))]
while prefix and strs[i].find(prefix) != 0:
prefix = prefix[:-1]
return prefix
题目6：括号生成
问题描述：给定一个整数 n，生成所有合法的括号组合，如 n=3，输出 ["((()))","(()())","(())()","()(())","()()()"]。
解题思路：回溯法，递归生成所有可能的组合，同时保证左括号数量不超过右括号数量。
Python代码示例:
def generateParenthesis(n):
def backtrack(openN, closeN, path, result):
if openN == closeN == n:
("".join(path))
return
if openN < n:
("(")
backtrack(openN + 1, closeN, path, result)
()
if closeN < openN:
(")")
backtrack(openN, closeN + 1, path, result)
()
result = []
backtrack(0, 0, [], result)
return result
题目7：合并两个有序链表
问题描述：将两个升序链表合并为一个新的升序链表并返回。新链表是通过拼接给定的两个链表的所有节点组成的。
解题思路：迭代法，创建哑节点作为新链表的起点，比较两个链表的节点值，将较小值的节点添加到新链表，并移动对应链表的指针。
Python代码示例:
class ListNode:
def __init__(self, val=0, next=None):
= val
= next
def mergeTwoLists(l1, l2):
dummy = ListNode()
tail = dummy
while l1 and l2:
if < :
, l1 = l1,
else:
, l2 = l2,
tail =
= l1 or l2
return
题目8：多数元素
问题描述：给定一个大小为 n 的数组，找到其中的多数元素。多数元素是指在数组中出现次数大于 ⌊ n/2 ⌋ 的元素。
解题思路：摩尔投票法，使用一个候选人变量和计数器，遍历数组，不断更新候选人和计数器。
Python代码示例:
def majorityElement(nums):
candidate, count = 0, 0
for num in nums:
if count == 0:
candidate = num
count += (1 if num == candidate else -1)
return candidate
题目9：最长回文子串
问题描述：给定一个字符串 s，找到它的最长回文子串。
解题思路：动态规划，用二维数组 dp 记录字符串中各个子串是否为回文，基于已知状态推导未知状态。
Python代码示例:
def longestPalindrome(s):
if not s:
return ""
n = len(s)
dp = [[False]*n for _ in range(n)]
max_len = 1
start = 0
for i in range(n):
dp[i][i] = True
for length in range(2, n+1):
for i in range(n-length+1):
j = i + length - 1
if s[i] == s[j] and (length == 2 or dp[i+1][j-1]):
dp[i][j] = True
if length > max_len:
max_len = length
start = i
return s[start:start+max_len]
题目10：子集
问题描述：给定一个整数数组 nums，返回该数组所有可能的子集。
解题思路：回溯法，递归构建子集，对于每个元素都有两种选择：包含或不包含。
Python代码示例:
def subsets(nums):
def backtrack(start, path):
(path[:])
for i in range(start, len(nums)):
(nums[i])
backtrack(i+1, path)
()
result = []
()
backtrack(0, [])
return result
题目11：岛屿数量
问题描述：给定一个由 ‘1’（陆地）和 ‘0’（水）组成的二维网格地图，计算岛屿的数量。岛屿是由水平或垂直方向相邻的陆地连接而成的，你可以假设网格的四个边缘都被水包围。
解题思路：深度优先搜索（DFS）或广度优先搜索（BFS），遍历网格，遇到陆地就进行深度遍历标记为已访问，计数加一。
Python代码示例 (DFS):
def dfs(grid, i, j):
if i < 0 or j < 0 or i >= len(grid) or j >= len(grid[0]) or grid[i][j] != '1':
return
grid[i][j] = '0'
dfs(grid, i + 1, j)
dfs(grid, i - 1, j)
dfs(grid, i, j + 1)
dfs(grid, i, j - 1)
def numIslands(grid):
count = 0
for i in range(len(grid)):
for j in range(len(grid[0])):
if grid[i][j] == '1':
dfs(grid, i, j)
count += 1
return count
题目12：最大子序列和
问题描述：给定一个整数数组 nums，找到一个具有最大和的连续子数组，并返回其最大和。
解题思路：动态规划，用一个变量记录当前最大和以及全局最大和，遍历数组时不断更新这两个值。
Python代码示例:
def maxSubArray(nums):
current_max = global_max = nums[0]
for num in nums[1:]:
current_max = max(num, current_max + num)
global_max = max(global_max, current_max)
return global_max
题目13：无重复字符的最长子串
问题描述：给定一个字符串 s，找出无重复字符的最长子串长度。
解题思路：滑动窗口，使用两个指针表示窗口的左右边界，同时用集合记录当前窗口内的字符，当遇到重复字符时，左指针向右移动一位，移除重复字符，直到没有重复为止，过程中记录最长无重复子串长度。
Python代码示例:
def lengthOfLongestSubstring(s):
char_set = set()
left, right, max_length = 0, 0, 0
while right < len(s):
if s[right] not in char_set:
char_set.add(s[right])
max_length = max(max_length, right - left + 1)
right += 1
else:
char_set.remove(s[left])
left += 1
return max_length
题目14：二叉树的中序遍历
问题描述：给定一个二叉树的根节点，返回该二叉树的中序遍历结果。
解题思路：递归或迭代，递归方法较为直观，直接按照“左根右”的顺序访问节点。
Python代码示例 (递归):
class TreeNode:
def __init__(self, val=0, left=None, right=None):
= val
= left
= right
def inorderTraversal(root):
result = []
def dfs(node):
if node:
dfs()
()
dfs()
dfs(root)
return result
题目15：最小堆实现
问题描述：实现一个最小堆类，包括插入元素、删除最小元素、获取最小元素的操作。
解题思路：使用列表表示堆结构，插入元素后上浮调整，删除元素后下沉调整，保持堆的性质。
Python代码示例:
class MinHeap:
def __init__(self):
= []
def push(self, val):
(val)
self._swim(len() - 1)
def pop(self):
if not :
return None
root = [0]
[0] = [-1]
del [-1]
self._sink(0)
return root
def top(self):
return [0] if else None
def _swim(self, idx):
parent = (idx - 1) // 2
while idx > 0 and [parent] > [idx]:
[parent], [idx] = [idx], [parent]
idx, parent = parent, (parent - 1) // 2
def _sink(self, idx):
child = 2 * idx + 1
while child < len():
if child + 1 < len() and [child] > [child + 1]:
child += 1
if [child] >= [idx]:
break
[child], [idx] = [idx], [child]
idx, child = child, 2 * child + 1
题目16：合并两个有序链表
问题描述：合并两个升序排列的链表为一个单一的升序链表。
解题思路：采用虚拟头节点简化操作，双指针法遍历两个链表，比较节点值大小，依次连接到结果链表中。
Python代码示例:
class ListNode:
def __init__(self, val=0, next=None):
= val
= next
def mergeTwoLists(l1, l2):
dummy = ListNode()
tail = dummy
while l1 and l2:
if < :
, l1 = l1,
else:
, l2 = l2,
tail =
= l1 or l2
return
题目17：三数之和
问题描述：给定一个包含 n 个整数的数组，找出所有和为0的不重复三元组。
解题思路：排序后使用双指针法，固定一个元素，剩下两个元素使用类似两数之和的方法查找。
Python代码示例:
def threeSum(nums):
()
res = []
for i in range(len(nums) - 2):
if i > 0 and nums[i] == nums[i - 1]:
continue
left, right = i + 1, len(nums) - 1
while left < right:
s = nums[i] + nums[left] + nums[right]
if s < 0:
left += 1
elif s > 0:
right -= 1
else:
([nums[i], nums[left], nums[right]])
while left < right and nums[left] == nums[left + 1]:
left += 1
while left < right and nums[right] == nums[right - 1]:
right -= 1
left, right = left + 1, right - 1
return res
题目18：最长公共前缀
问题描述：编写一个函数来查找字符串数组中的最长公共前缀。
解题思路：横向扫描，逐个比较字符串数组中每个位置的字符，直到找到不匹配的字符为止。
Python代码示例:
def longestCommonPrefix(strs):
if not strs:
return ""
for i, char in enumerate(zip(*strs)):
if len(set(char)) > 1:
return strs[0][:i]
return min(strs, key=len)
题目19：括号生成
问题描述：给定一个整数 n，生成所有合法的括号组合。
解题思路：回溯法，递归生成所有可能的组合，同时保证左括号数量不大于右括号数量。
Python代码示例:
def generateParenthesis(n):
def backtrack(openN, closeN, path, result):
if openN == closeN == n:
("".join(path))
return
if openN < n:
("(")
backtrack(openN + 1, closeN, path, result)
()
if closeN < openN:
(")")
backtrack(openN, closeN + 1, path, result)
()
result = []
backtrack(0, 0, [], result)
return result
题目20：二叉树的最近公共祖先
问题描述：给定一个二叉树，找到该树中两个指定节点的最近公共祖先。
解题思路：从根节点开始递归，如果当前节点是p或q，则返回当前节点；如果左右子树分别找到了p和q，则返回当前节点；如果只有一边找到了p或q，则继续在另一边找。
Python代码示例:
class TreeNode:
def __init__(self, x):
= x
= None
= None
def lowestCommonAncestor(root, p, q):
if not root or root == p or root == q:
return root
left = lowestCommonAncestor(, p, q)
right = lowestCommonAncestor(, p, q)
return root if left and right else left or right
黑客&网络安全如何学习
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