Leetcode

副标题 / 摘要 旋转图像的核心不是“算新坐标”，而是把映射拆成两个可原地执行的操作：转置（transpose）+ 反转每一行（reverse rows）。本文按 ACERS 模板给出从朴素解到原地解的推导、常见坑与多语言可运行实现。 预计阅读时长：10~14 分钟 标签：Hot100、矩阵、原地、转置 SEO 关键词：旋转图像, Rotate Image, 原地旋转 90 度, 转置, 行反转, LeetCode 48 元描述：顺时针原地旋转 n×n 矩阵 90 度：转置 + 行反转模板解；含思路推导、复杂度对比、工程迁移与多语言实现。 目标读者 刷 Hot100，想把“矩阵原地技巧”整理成可复用模板的学习者 需要在工程里处理二维网格（图像/棋盘/地图/热力图）变换的开发者 对空间敏感，希望避免额外矩阵拷贝的工程师 背景 / 动机 在很多场景里，“旋转”是高频操作： 图像增强、棋盘/地图方向变换、传感器方向校正、UI 表格视图旋转等。 如果每次旋转都新建一个矩阵，空间开销是 O(n^2)，在大矩阵或高频调用时会非常“吃内存”，甚至触发 GC/内存抖动。 因此这题的关键约束是：必须原地（in-place）完成 90 度旋转。 核心概念 概念 含义 为什么重要 坐标映射 旋转后的新坐标与旧坐标之间的关系 让你知道“最终要变成什么” 转置（Transpose） matrix[i][j] 与 matrix[j][i] 交换 原地可做、且能把行列关系对齐 行反转（Reverse Row） 把每一行左右翻转 与转置组合后刚好等价于顺时针 90 度 原地算法 只用常数额外空间完成变换 适合大矩阵与性能场景 A — Algorithm（题目与算法） 题目还原 给定一个 n x n 的二维矩阵 matrix 表示图像。请将图像 顺时针旋转 90 度。 要求 原地修改 matrix，不要使用另一个矩阵。 ...

副标题 / 摘要 “矩阵置零”是典型的二维标记传播问题：某个位置为 0，会影响整行整列。本文用 ACERS 结构讲清楚为什么不能直接改、如何用首行首列做标记实现原地 O(1) 额外空间，并给出多语言可运行代码。 预计阅读时长：12~15 分钟 标签：矩阵、原地算法、标记位 SEO 关键词：矩阵置零, 原地 O(1) 空间, 首行首列标记, LeetCode 73 元描述：用首行首列作标记位，原地将含 0 的行与列全部置零；包含推导、复杂度对比、工程迁移与多语言实现。 目标读者 刷 LeetCode，想把“二维数组原地技巧”沉淀成稳定模板的同学 需要在工程里做二维网格/表格/矩阵数据清洗与传播标记的开发者 对空间优化敏感（嵌入式、性能场景、内存受限）的工程师 背景 / 动机 二维数据在工程里到处都是：表格、图像、传感器网格、关联矩阵…… “某个单元格触发规则 -> 影响整行整列”这种联动，本质就是 行列传播（row/col propagation）。 这题额外要求“原地”，逼你掌握一个非常通用的技巧：用数据结构本身的某些位置当作标记位，避免额外内存。 核心概念 传播标记：发现 0 后，不是立刻改整行整列，而是先记录“哪些行/列要被清零” 原地（in-place）：只允许 O(1) 额外空间（不算输入矩阵本身） 标记位复用：把 matrix[0][j] 当作“第 j 列要清零”的标记，把 matrix[i][0] 当作“第 i 行要清零”的标记 首行/首列特判：首行/首列既是数据又是标记位，因此需要单独用两个布尔量记录它们是否本来就该清零 A — Algorithm（题目与算法） 题目还原 给定一个 m x n 矩阵 matrix：如果某个元素为 0，则将该元素所在的 整行 与 整列 的所有元素都设置为 0。 要求 原地修改 matrix（通常不需要返回值）。 ...

副标题 / 摘要 缺失的第一个正数是经典的“原地哈希/索引定位”题：把值放回它应该在的位置，再线性扫描即可找到答案。本文按 ACERS 拆解思路、工程应用与多语言实现。 预计阅读时长：12~15 分钟 标签：Hot100、数组、原地哈希 SEO 关键词：First Missing Positive, 缺失的第一个正数, 原地哈希, 索引映射, O(n) 元描述：O(n) 时间、O(1) 额外空间的原地索引定位解法，含工程场景与多语言代码。 目标读者 正在刷 Hot100 的学习者 想掌握“原地索引定位”模板的中级开发者 需要在原数组内做高效重排与定位的工程师 背景 / 动机 “找最小缺失正数”本质是一个定位问题： 如果能把值 x 放在索引 x-1 上，那么答案就是第一个不匹配的位置。 题目还要求 O(n) 时间和 O(1) 额外空间，逼迫我们放弃排序与哈希表， 转而使用原地置换的技巧。 核心概念 概念 含义 作用 原地哈希 用数组下标充当哈希桶 O(1) 额外空间 索引定位 值 x 应放到 x-1 构造可扫描的结构 置换交换 不断交换直到就位 线性时间完成 A — Algorithm（题目与算法） 题目还原 给你一个未排序的整数数组 nums，找出其中没有出现的最小正整数。 请实现 O(n) 时间复杂度并且只使用 常数级别额外空间的解决方案。 输入输出 名称 类型 描述 nums int[] 未排序整数数组 返回 int 最小缺失的正整数 示例 1（官方） 输入: nums = [1,2,0] 输出: 3 示例 2（官方） 输入: nums = [3,4,-1,1] 输出: 2 思路概览 对每个位置 i，把 nums[i] 放到它应该去的位置 nums[i]-1。 完成“就位”后，从左到右找到第一个 nums[i] != i+1 的位置。 该位置对应的正整数 i+1 即为答案；若全部匹配则答案为 n+1。 C — Concepts（核心思想） 关键模型 值 x 应该放在索引 x-1 方法归类 原地哈希（Index-as-Hash） 数组置换 / 位置归位 线性扫描验证 不变量 当置换结束时： 如果 nums[i] == i+1，说明正整数 i+1 存在； 第一个不匹配的 i，就是最小缺失正整数的位置。 ...

副标题 / 摘要 除自身以外数组的乘积是典型的前后缀乘积题：不使用除法，在 O(n) 时间内完成。本文按 ACERS 结构拆解题意与算法，并给出工程迁移场景与多语言实现。 预计阅读时长：10~12 分钟 标签：Hot100、数组、前缀乘积 SEO 关键词：Product of Array Except Self, 除自身以外数组的乘积, 前缀乘积, 后缀乘积, O(n) 元描述：用前后缀乘积在 O(n) 时间内解决除自身以外数组的乘积问题，含工程场景与多语言代码。 目标读者 正在刷 Hot100 的学习者 想掌握“前后缀乘积”模型的中级开发者 需要做序列因子组合与乘积聚合的工程师 背景 / 动机 很多业务需要“排除自身的整体乘积”： 例如组合指标、冗余度评估、批量权重计算等。 若直接对每个位置做一次全数组相乘，复杂度会退化为 O(n^2)； 而题目还明确禁止使用除法，因此必须依赖前后缀乘积的线性解法。 核心概念 前缀乘积：prefix[i] = nums[0] * ... * nums[i-1] 后缀乘积：suffix[i] = nums[i+1] * ... * nums[n-1] 无除法：只允许乘法与遍历 空间优化：用结果数组承载前缀，再用后缀补乘 A — Algorithm（题目与算法） 题目还原 给定一个整数数组 nums，返回数组 answer， 其中 answer[i] 等于 nums 中除了 nums[i] 之外其余各元素的乘积。 题目保证任意元素的前缀/后缀乘积都在 32 位整数范围内。 要求：不使用除法，并在 O(n) 时间内完成。 ...

副标题 / 摘要 轮转数组是典型的数组变换题：把数组整体向右移动 k 位。本文用 ACERS 拆解“三次反转”的核心思路，并给出工程场景迁移与多语言可运行实现。 预计阅读时长：10~12 分钟 标签：Hot100、数组、旋转 SEO 关键词：Rotate Array, 轮转数组, 数组旋转, 反转, O(n) 元描述：三次反转法解决轮转数组，含复杂度对比、工程场景与多语言代码。 目标读者 正在刷 Hot100 的学习者 想掌握“数组原地变换”模板的中级开发者 需要处理时间序列对齐、轮值偏移的工程师 背景 / 动机 轮转数组在工程中非常常见： 轮值排班、时间序列对齐、环形缓冲区、前端轮播等都可以抽象为“整体右移 k 位”。 如果用逐步移动会变成 O(nk)，在数据量稍大时就不可用，因此需要更高效的原地方案。 核心概念 轮转（rotate）：把数组向右移动 k 位，后 k 个元素移到最前 k 取模：k %= n，避免 k 超过数组长度 反转（reverse）：用双指针交换来原地反转区间 原地（in-place）：在原数组上操作，额外空间 O(1) A — Algorithm（题目与算法） 题目还原 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。 输入输出 名称 类型 描述 nums int[] 整数数组 k int 向右轮转步数 返回 int[] 轮转后的数组 示例 1（官方） 输入: nums = [1,2,3,4,5,6,7], k = 3 输出: [5,6,7,1,2,3,4] 示例 2（官方） 输入: nums = [-1,-100,3,99], k = 2 输出: [3,99,-1,-100] C — Concepts（核心思想） 关键思路：三次反转 反转整个数组 反转前 k 个 反转后 n-k 个 反转后的位置关系刚好等价于右移 k 位。 ...

副标题 / 摘要 合并区间是最典型的“排序 + 线性扫描”问题：先按起点排序，再顺序合并重叠区间。本文按 ACERS 结构拆解题意、核心概念、工程迁移与多语言实现，帮助你形成可复用的区间处理模型。 预计阅读时长：12~15 分钟 标签：Hot100、区间、排序、扫描线、合并区间 SEO 关键词：Merge Intervals, 合并区间, 区间合并, 排序, 扫描线 元描述：合并区间的排序扫描解法与工程应用解析，含复杂度对比与多语言实现。 目标读者 想掌握“区间合并”基础模型的初学者 需要把算法思路迁移到工程场景的中级开发者 正在准备算法面试、希望快速建立区间类题型的求职者 背景 / 动机 区间问题在日程排班、监控窗口、日志聚合、资源分配中非常常见。 如果没有一个统一的合并策略，很容易产生重复统计、冲突判断错误或资源浪费。 因此，“把重叠区间合成最少的不重叠集合”是工程与算法都高频出现的基础能力。 A — Algorithm（题目与算法） 题目还原 给定一个区间数组 intervals，其中 intervals[i] = [starti, endi] 表示第 i 个区间。 请合并所有重叠的区间，并返回一个不重叠的区间数组，且能完整覆盖输入中的所有区间。 输入输出 名称 类型 描述 intervals int[][] 区间数组，元素为 [start, end] 返回 int[][] 合并后的不重叠区间数组 基础示例（官方） 输入 输出 [[1,3],[2,6],[8,10],[15,18]] [[1,6],[8,10],[15,18]] [[1,4],[4,5]] [[1,5]] 合并示意（示例 1） 排序后: [1,3] [2,6] [8,10] [15,18] 合并: [1,3] + [2,6] -> [1,6] 结果: [1,6] [8,10] [15,18] 思路概览 按区间起点升序排序（起点相同则按终点升序）。 线性扫描，维护当前合并区间 [cur_start, cur_end]。 如果下一个区间 next_start <= cur_end，则合并为 cur_end = max(cur_end, next_end)。 否则将当前区间放入结果，并以新起点开始下一段合并。 C — Concepts（核心思想） 核心概念 概念 含义 作用 重叠 next_start <= cur_end 判断是否需要合并 合并 cur_end = max(cur_end, next_end) 扩展当前区间 排序 按起点排序 让重叠区间相邻 方法类型 排序 + 线性扫描 + 贪心合并。 ...

题目要求 给定 n 个非负整数 height。每个整数表示一根宽度为 1 的柱子高度，所有柱子从左到右相邻排列。 下雨后，有些较矮的柱子上方会被两侧较高的柱子围住水。返回整张高度图最终能接住的雨水总量。 LeetCode 要求实现： class Solution: def trap(self, height: List[int]) -> int: ... 示例 1 输入：height = [0,1,0,2,1,0,1,3,2,1,2,1] 输出：6 示例 2 输入：height = [4,2,0,3,2,5] 输出：9 约束 n == len(height) 1 <= n <= 2 * 10^4 0 <= height[i] <= 10^5 Step 1：先回答一个位置能接多少水 先不计算整张高度图，只看一个位置： height = [3,0,2] ^ i = 1 下标 1 的柱子高度是 0。它左边有高度为 3 的柱子，右边有高度为 2 的柱子。 如果只看左边，似乎可以把水加到高度 3。但右边的墙只有高度 2，超过 2 的水会从右边流走。因此这个位置的水面最高只能到： min(左侧最高柱子, 右侧最高柱子) = min(3, 2) = 2 这个位置上方的水量是： ...

副标题 / 摘要 固定间距 1 检测是典型的“事件间距校验”模型。本文按 ACERS 结构拆解题意、原理与工程迁移，并给出多语言可运行实现。 预计阅读时长：10~12 分钟 标签：数组、双指针、事件间距 SEO 关键词：固定间距 1 检测, 事件间距, LeetCode 1437, O(n) 元描述：一次扫描判断所有 1 是否至少相隔 k 个位置，含工程场景、复杂度对比与多语言代码。 目标读者 刷 LeetCode 并希望沉淀“模板题”的学习者 做监控/风控/行为分析的工程师 需要判断事件间隔是否合规的系统开发者 背景 / 动机 许多系统都有“事件不能过密”的约束：例如登录失败、报警事件、敏感操作、API 调用等。 这类问题的本质是 “事件间距是否满足阈值”，与该题完全等价。 如果能用 O(n) 一次扫描完成校验，就能直接迁移到实时系统。 核心概念 事件间距：两个事件之间至少有 k 个“空位” 在线校验：只记住上一次事件的位置即可 边界处理：初始化 last = -k-1，消除首个事件特判 A — Algorithm（题目与算法） 题目还原 给定整数数组 nums 与整数 k，若任意两个 1 之间至少有 k 个 0（等价于两次 1 的索引差 > k），返回 true，否则返回 false。 输入输出 名称 类型 描述 nums int[] 仅包含 0/1 的数组 k int 需要的最小间隔 返回 bool 是否满足间距约束 示例 1 nums = [1,0,0,0,1,0,0,1], k = 2 输出: true 示例 2 nums = [1,0,1], k = 2 输出: false C — Concepts（核心思想） 关键观察 只需要记住 上一个 1 的索引 last 当遇到新的 1：若 i - last <= k，说明间隔不足 否则更新 last = i 方法归类 单次线性扫描（One-pass Scan） 事件间距校验（Event Spacing Check） 双指针 / 贪心（Greedy with last pointer） 数学表达 若 i 和 j 是两个 1 的索引（i < j），要求： ...

副标题 / 摘要 2 的幂判断是位运算最经典的模板题之一。本文按 ACERS 结构讲清原理、工程场景与常见误区，并给出可复用的多语言实现。 预计阅读时长：8~12 分钟 标签：位运算、二进制、数学 SEO 关键词：Power of Two, 2 的幂, 位运算, bit manipulation, LeetCode 231 元描述：用位运算 O(1) 判断 2 的幂，含工程应用、复杂度分析与多语言代码。 目标读者 刚开始接触位运算的算法学习者 想沉淀“位运算模板题”的中级开发者 在系统/后端中需要对齐、分片、容量判断的工程师 背景 / 动机 “2 的幂”是很多工程系统的隐含约束：哈希表容量、内存对齐、任务分片、FFT 窗口大小等。 如果每次判断都用循环或除法，不仅慢，而且容易写出边界错误。 位运算提供了 O(1) 的稳定判断，是可长期复用的基础能力。 核心概念 二进制表示：2 的幂在二进制中只有一个 1，其余全是 0 位与运算：n & (n - 1) 会清除最低位的 1 必要条件：n > 0，排除 0 和负数 A — Algorithm（题目与算法） 题目还原 给定一个整数 n，判断它是否为 2 的幂。 如果是返回 true，否则返回 false。 输入输出 名称 类型 说明 n int 待判断整数 返回 bool 是否为 2 的幂 示例 1 输入: n = 1 输出: true 解释: 2^0 = 1 示例 2 输入: n = 12 输出: false 解释: 12 的二进制是 1100，含多个 1 C — Concepts（核心思想） 核心原理：一次位运算完成判断 2 的幂的二进制形态：1000...000（只有一个 1） n - 1 会把这个 1 变成 0，右侧全部变成 1 因此： n = 1000...000 n - 1 = 0111...111 n & (n - 1) = 0000...000 结论： ...

副标题 / 摘要 最小覆盖子串是“可变滑动窗口 + 计数哈希表”的经典题。本文按 ACERS 模板解释如何判断窗口有效、如何收缩得到最短答案，并给出工程场景与多语言实现。 预计阅读时长：12~15 分钟 标签：滑动窗口、哈希表、字符串 SEO 关键词：Minimum Window Substring, 最小覆盖子串, 滑动窗口, 哈希表 元描述：最小覆盖子串的 O(n) 滑动窗口解法与工程应用，含多语言实现。 目标读者 正在刷 LeetCode 的中级开发者 需要掌握“可变窗口 + 覆盖约束”的算法模板 做文本分析、日志聚合或流式过滤的工程师 背景 / 动机 “在一段序列中找到最短区间覆盖目标集合”在工程中非常常见： 日志告警需要覆盖多种错误码，搜索摘要需要覆盖关键字， 运营分析需要覆盖多个行为标签。 本题提供了一个可复用的窗口收缩模板。 核心概念 可变滑动窗口：右指针扩张直到满足条件，左指针收缩缩短答案 计数哈希表：支持重复字符，必须按次数覆盖 满足条件的计数：判断当前窗口是否“覆盖了全部需要” A — Algorithm（题目与算法） 题目重述 给定字符串 s 和 t，返回 s 中最短的子串，使其包含 t 中的每一个字符（包括重复字符）。 若不存在这样的子串，返回空字符串 ""。 测试用例保证答案唯一。 输入输出 名称 类型 描述 s string 源字符串 t string 目标字符串（需要覆盖的字符与次数） 返回 string 最短覆盖子串或空串 示例 1 s = "ADOBECODEBANC", t = "ABC" 输出 = "BANC" 示例 2 s = "a", t = "a" 输出 = "a" 示例 3 s = "a", t = "aa" 输出 = "" C — Concepts（核心思想） 方法类型 可变滑动窗口 + 频次覆盖判断。 ...