Solution/src/solution/Solution.java

package solution;

import java.util.*;
import java.util.stream.Collectors;

public class Solution {

    //给定一个字符串 s ，找出其中不含有重复字符的 最长子串 的长度。
    public static int lengthOfLongestSubstring(String s) {
        // 哈希集合，记录每个字符是否出现过
        Set<Character> occ = new HashSet<Character>();
        int n = s.length();
        // 右指针，初始值为 -1，相当于我们在字符串的左边界的左侧，还没有开始移动
        int rk = -1, ans = 0;
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            if (i != 0) {
                // 左指针向右移动一格，移除一个字符
                occ.remove(s.charAt(i - 1));
            }
            while (rk + 1 < n && !occ.contains(s.charAt(rk + 1))) {
                // 不断地移动右指针
                occ.add(s.charAt(rk + 1));
                ++rk;
            }
            // 第 i 到 rk 个字符是一个极长的无重复字符子串
            ans = Math.max(ans, rk - i + 1);
        }
        return ans;
    }
    //计算最大价格
    public static int maxProfit(int[] prices) {
        if (prices == null || prices.length == 0) {
            return 0;
        }

        int minPrice = prices[0];
        int maxProfit = 0;

        for (int price : prices) {
            // 更新最小价格
            minPrice = Math.min(minPrice, price);

            // 计算当前价格的潜在利润并更新最大利润
            int potentialProfit = price - minPrice;
            maxProfit = Math.max(maxProfit, potentialProfit);
        }

        return maxProfit;
    }


    //哈希映射算法(Hash Mapping Algorithm)用于找出一个数组中的众数(majority element)
    public static int majorityElement(int[] nums) {
        Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
        // maxNum 表示元素，maxCount 表示元素出现的次数
        int maxNum = 0, maxCount = 0;
        for (int num: nums) {
            int count = map.getOrDefault(num, 0) + 1;
            map.put(num, count);
            if (count > maxCount) {
                maxCount = count;
                maxNum = num;
            }
        }
        return maxNum;
    }
    //摩尔投票算法(Boyer-Moore Voting Algorithm)来找出数组中的众数
    public static int majorityElement1(int[] nums) {
        int candidate = nums[0], count = 1;
        for (int i = 1; i < nums.length; ++i) {
            if (count == 0) {
                candidate = nums[i];
                count = 1;
            } else if (nums[i] == candidate) {
                count++;
            } else{
                count--;
            }
        }
        return candidate;
    }
    //合并数组冒泡排序实现
    public static void merge(int[] nums1, int m, int[] nums2, int n) {
        System.arraycopy(nums2, 0, nums1, m, n);
        // 冒泡排序
        for (int i = 0; i < nums1.length; i++) {
            for (int j = 0; j < nums1.length; j++) {
                if (i != j) {
                    if (nums1[i] < nums1[j]){
                        int temp = nums1[i];
                        nums1[i] = nums1[j];
                        nums1[j] = temp;
                    }
                }
            }
        }
        String result = Arrays.stream(nums1).mapToObj(String::valueOf).collect(Collectors.joining(",", "[", "]"));
        System.out.println(result);
    }

//    public static String longestCommonPrefix(String[] strs) {
//        int index = 0;
//        StringBuilder temp = new StringBuilder();
//        if (strs != null){
//            for (int k = 0; k < strs[0].length(); k++) {
//                char indexChar = strs[0].charAt(index);
//                if (strs.length == 1){
//                    return strs[0];
//                }
//                for (int i = 1; i < strs.length; i++) {
//                    if (strs[i] != ""){
//                        for (int j = 0; j < 1; j++) {
//                            if (index >= strs[i].length()){
//                                return String.valueOf(temp);
//                            }
//                            char crrChar = strs[i].charAt(index);
//                            if (indexChar != crrChar){
//                                return String.valueOf(temp);
//                            }
//                            if (i == strs.length- 1){
//                                temp.append(crrChar);
//                                index++;
//                            }
//                        }
//                    } else {
//                        return "";
//                    }
//                }
//            }
//            return String.valueOf(temp);
//        }
//        return "";
//    }

    /**
     * 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 ""。
     * @param strs 数组
     * @return 最长公共前缀
     */
    public static String longestCommonPrefix(String[] strs) {
        if (strs == null || strs.length == 0) {
            return "";
        }
        int length = strs[0].length();
        int count = strs.length;
        for (int i = 0; i < length; i++) {
            char c = strs[0].charAt(i);
            for (int j = 1; j < count; j++) {
                if (i == strs[j].length() || strs[j].charAt(i) != c) {
                    return strs[0].substring(0, i);
                }
            }
        }
        return strs[0];
    }
    /**
    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。
     */
    public static int removeElement(int[] nums, int val) {
        int i = 0;
        for (int j = 0; j < nums.length; j++) {
            if (nums[j] != val) {
                nums[i] = nums[j];
                i++;
            }
        }
        return i;
    }
    /**
     * 给你一个 升序排列 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。
     */
    public static int removeDuplicates(int[] nums) {
        if (nums.length == 0) return 0;
        int i = 1;  // 从第二个元素开始检查
        for (int j = 1; j < nums.length; j++) {
            if (nums[j] != nums[j - 1]) {
                nums[i] = nums[j];
                i++;
            }
        }
        return i;
    }

    /**
     * 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 。
     * @param nums
     * @return
     */
    public static boolean canJump(int[] nums) {
        int maxReach = 0; // 初始化最远可到达的位置为0

        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            if (i > maxReach) {
                // 如果当前索引超过了最远可到达的位置，说明无法到达终点
                return false;
            }
            // 更新最远可到达的位置
            maxReach = Math.max(maxReach, i + nums[i]);
        }
        return true;
    }

    /**
     * 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。 
     * @param list1
     * @param list2
     * @return
     */
    public ListNode mergeTwoLists(ListNode list1, ListNode list2) {
        ListNode dummy = new ListNode(0);
        ListNode current  = dummy;
        while (list1 != null && list2 != null) {
            if (list1.val < list2.val) {
                current.next = list1;
                list1 = list1.next;
            } else {
                current.next = list2;
                list2 = list2.next;
            }
            current = current.next;
        }
        if (list1 != null){
            current.next = list1;
        } else if (list2 != null){
            current.next = list2;
        }
        return dummy.next;
    }

    /**
     *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 。
     * @param haystack
     * @param needle
     * @return
     */

    public int strStr(String haystack, String needle) {
        if (needle.isEmpty()) return -1;
        return haystack.indexOf(needle);
    }

    /**
     * 给定一个排序数组和一个目标值，在数组中找到目标值，并返回其索引。如果目标值不存在于数组中，返回它将会被按顺序插入的位置。
     *
     * 请必须使用时间复杂度为 O(log n) 的算法。
     * @param nums
     * @param target
     * @return
     */
    public int searchInsert(int[] nums, int target) {
        if (nums.length == 0) return 0;
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            if (nums[i] >= target) {
                return i;
            }
        }
        return nums.length;
    }

    /**
     * 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。
     * @param s
     * @return
     */
    public int lengthOfLastWord(String s) {
        if (s.isEmpty()) return 0;
        for (int i = s.length() - 1; i >= 0; i--) {
            if (s.charAt(i) != ' ') {
                int count = 0;
                while (i >= 0 && s.charAt(i) != ' ') {
                    count++;
                    i--;
                }
                return count;
            }
        }
        return 0;
    }

    /**
     * 给定一个由 整数 组成的 非空 数组所表示的非负整数，在该数的基础上加一。
     *
     * 最高位数字存放在数组的首位， 数组中每个元素只存储单个数字。
     *
     * 你可以假设除了整数 0 之外，这个整数不会以零开头。
     * @param digits
     * @return
     */
    public static int[] plusOne(int[] digits) {
        int n = digits.length;

        // 从数组的最后一位开始处理进位
        for (int i = n - 1; i >= 0; i--) {
            if (digits[i] < 9) {
                digits[i]++;
                return digits;
            }
            // 如果当前位是9，则将其置为0
            digits[i] = 0;
        }

        // 如果所有的数字都是9，那么会到这里
        // 创建一个新的数组，其长度比原数组多1
        int[] newNumber = new int[n + 1];
        newNumber[0] = 1;

        return newNumber;
    }

    /**
     * 给你两个二进制字符串 a 和 b ，以二进制字符串的形式返回它们的和。
     *
     * 输入为 非空 字符串且只包含数字 1 和 0。
     * @param a
     * @param b
     * @return
     */
    public static String addBinary(String a, String b) {
        StringBuilder result = new StringBuilder(); // 用于存储结果
        int carry = 0; // 进位
        int i = a.length() - 1, j = b.length() - 1; // 指向字符串a和b的最后一位

        // 当i或j在范围内，或有进位时，继续循环
        while (i >= 0 || j >= 0 || carry == 1) {
            int sum = carry; // 当前位的和，初始为进位

            // 如果i在范围内，加上a的当前位
            if (i >= 0) {
                sum += a.charAt(i) - '0'; // 将字符转换为数字
                i--; // 移动到下一位
            }

            // 如果j在范围内，加上b的当前位
            if (j >= 0) {
                sum += b.charAt(j) - '0'; // 将字符转换为数字
                j--; // 移动到下一位
            }

            result.append(sum % 2); // 当前位的结果
            carry = sum / 2; // 更新进位
        }

        return result.reverse().toString(); // 反转结果并返回
    }

    /**
     *给你一个非负整数 x ，计算并返回 x 的 算术平方根 。
     * 由于返回类型是整数，结果只保留 整数部分 ，小数部分将被 舍去 。
     * 注意：不允许使用任何内置指数函数和算符，例如 pow(x, 0.5) 或者 x ** 0.5 。
     *
     * @param x
     * @return
     */
    public static int mySqrt(int x) {
        if (x < 2){
            return x;
        }
        long guess = x / 2;
        while (guess * guess > x){
            guess = (guess + x/guess)/2;
        }
        return (int) guess;
    }

    /**
     * 假设你正在爬楼梯。需要 n 阶你才能到达楼顶。
     * 每次你可以爬 1 或 2 个台阶。你有多少种不同的方法可以爬到楼顶呢？
     * @param n
     * @return
     */
    public static int climbStairs(int n) {
        if(n < 3)return n;
        int dp[]=new int[n+1];
        dp[1]=1;
        dp[2]=2;
        for(int i=3;i<n+1;i++) {
            dp[i]=dp[i-1]+dp[i-2];
        }
        return dp[n];
    }

    /**
     * 给定一个已排序的链表的头 head ， 删除所有重复的元素，使每个元素只出现一次 。返回 已排序的链表 。
     * @param head
     * @return
     */
    public static ListNode deleteDuplicates(ListNode head) {
        ListNode current = head;
        while (current!= null && current.next != null){
            if (current.val == current.next.val){
                current.next = current.next.next;
            }else {
                current = current.next;
            }
        }
        return head;
    }
}