[筆記] AlphaCamp 不只是刷題的 Leetcode 訓練營

一腳踏入軟體工程師寫 Code 的世界，不免俗地會碰上 Leetcode 的測驗，來測試你的溝通力、系統性地解決問題的能力和如何化抽象為具體。第五週的活動要進入抽象的資料結構 Stacks, Queues & Tree 實作。

課程對應章節：Week5 U32~U39

請注意：本系列文章為個人對應課程的消化吸收後，所整理出來的內容。換言之，並不一定會包含全部的課程內容，也有可能會添加其他資源來說明。

內容

Array

在記憶體中是連續組成，這也是和 Linked List 最大差別。在後者要查找元素，必然得從頭開始一個個遍歷。

Stack

Last In First Out ( LIFO )，一般會有 push() [將一個東西新增], pop() [將一個東西移除], peek() / top() [取出頂端的值], isFull(), isEmpty() 這幾種方法。

Queue

First In First Out ( FIFO )，一般會有 enqueue(), dequeue(), peek() / top(), isFull(), isEmpty() 這幾種方法。

不過在 JavaScript 中，其 Array 已經內建了 push(), pop(), shift(), unshift() 這四種好用的方法，僅需要搭配組合就可以當成 stack 和 queue。Stack 為 push + pop. Queue 為 push + shift

Stack / Heap Memory

Stack Memory ( 由上往下的去存放靜態變數到記憶體 ) / Heap Memory (由下往上存放動態變數到記憶體)，而兩者中間的區塊就是尚未使用到的區塊。

Stack Overflow

指的是記憶體中的 Stack，表示你的程式中的靜態變數已經超出了記憶體 Stack 部分的使用量。

Garbage Collection

它會自己去猜想你的動態記憶體部分 (Heap) 是否有需要被清理掉的東西，然後幫你執行。例如 JAVA 有內建這個機制。

Tree

用下面圖解來說明吧：你會發現這是每一條路徑都是單向的連結，才不會有無窮迴圈的情形

在實際練習時，也可以使用視覺化工具(如：Tree 視覺化工具)

Binary Search Tree

子節點最多兩個、由左到右是由小到大的排序

Binary Heaps

子節點最多兩個、可以細分為 Min-heap 和 Max-heap。以 Min-heap 為例子，父節點一定會比下方的子節點小

Tree Traversal

為何會有 Traversal 的區別，是因為這種立體的結構，若要顯示在命令列中，那勢必得轉換成線性的狀態。這樣一來，就要決定怎樣輸出。

In-order

輸出順序是由小到大 ( 左中右 )

Pre-order

輸出順序是先 root，再左右 ( 中左右 )

Post-order

輸出順序 root 為最後 ( 左右中 )

LevelOrder

輸出順序依照階層，然後同層中為左中右的形式

Traversal 的途徑

BFS ( Breadth First Search )

廣度優先，常搭配 Queue + loop / iteration 的形式，因為具有先進先出的特質，很適合用迴圈來執行

DFS ( Depth First Search )

深度優先，常搭配 Stack + Recursion 的形式，因為可使用遞迴找到目標物，再層層堆疊輸出

LeetCode 題目

700. Search in a Binary Search Tree

連結：https://leetcode.com/problems/search-in-a-binary-search-tree/

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * function TreeNode(val, left, right) {
 *     this.val = (val===undefined ? 0 : val)
 *     this.left = (left===undefined ? null : left)
 *     this.right = (right===undefined ? null : right)
 * }
 */
/**
 * @param {TreeNode} root
 * @param {number} val
 * @return {TreeNode}
 */
var searchBST = function(root, val) {
    let target = { ...root}
    if(target.val === val) return target
    
    if(target.val<val){
        return searchBST(target.right,val)
    }
    
    if(target.val>val){
        return searchBST(target.left,val)
    }
    
    return null
};

/**

* Definition for a binary tree node.

* function TreeNode(val, left, right) {

* this.val = (val===undefined ? 0 : val)

* this.left = (left===undefined ? null : left)

* this.right = (right===undefined ? null : right)

* }

/**

* @param {TreeNode} root

* @param {number} val

* @return {TreeNode}

var searchBST = function(root, val) {

let target = { ...root}

if(target.val === val) return target

if(target.val<val){

return searchBST(target.right,val)

}

if(target.val>val){

return searchBST(target.left,val)

}

return null

};

100. Same Tree

連結：https://leetcode.com/problems/same-tree/

var isSameTree = function(p, q) {
    if(p === null && q=== null) return true
    if((p === null && q!== null)||(p !== null && q=== null)) return false
    if(p.val !== q.val) return false
    
    return isSameTree(p.left,q.left) && isSameTree(p.right, q.right)
};

var isSameTree = function(p, q) {

if(p === null && q=== null) return true

if((p === null && q!== null)||(p !== null && q=== null)) return false

if(p.val !== q.val) return false

return isSameTree(p.left,q.left) && isSameTree(p.right, q.right)

};

144. Binary Tree Preorder Traversal

連結：https://leetcode.com/problems/binary-tree-preorder-traversal/

var preorderTraversal = function(root) {
    let res = []
    traverse(root)
    
    function traverse(node){
        if(!node) return;
        res.push(node.val)
        traverse(node.left)
        traverse(node.right)
    }
    
    return res
};

var preorderTraversal = function(root) {
    if(!root) return []
    
    let result = []
    let tempStack = []
    let current = root
    
    while(current || tempStack.length){
        while(current){
            result.push(current.val)
            // 將右半的留待之後調用
            tempStack.push(current.right)
            current = current.left
        }
        current = tempStack.pop()
    }
    
    return result
};

var preorderTraversal = function(root) {

let res = []

traverse(root)

function traverse(node){

if(!node) return;

res.push(node.val)

traverse(node.left)

traverse(node.right)

}

return res

};

var preorderTraversal = function(root) {

if(!root) return []

let result = []

let tempStack = []

let current = root

while(current || tempStack.length){

while(current){

result.push(current.val)

// 將右半的留待之後調用

tempStack.push(current.right)

current = current.left

}

current = tempStack.pop()

}

return result

};

841. Keys and Rooms

連結：https://leetcode.com/problems/keys-and-rooms/

var canVisitAllRooms = function(rooms) {
    const visitedArray = [ true , ... Array(rooms.length-1).fill(false)]
    const queue = [0]
    
    for(let i=0; i<queue.length; i++){
        let keys = rooms[queue[i]]
        for(let j=0; j<keys.length;j++){
            if(!visitedArray[keys[j]]){
                queue.push(keys[j])
                visitedArray[keys[j]] = true
            }   
        }
    }

    return visitedArray.every(d=>d===true)
};

var canVisitAllRooms = function(rooms) {
    let keyBox = [0]
    let keyIndex = 0
    
    while(keyBox.length > keyIndex){
        keyBox = [... new Set([... keyBox, ... rooms[keyBox[keyIndex]]])]
        keyIndex++
    }
         
    return keyBox.length === rooms.length
};

var canVisitAllRooms = function(rooms) {

const visitedArray = [ true , ... Array(rooms.length-1).fill(false)]

const queue = [0]

for(let i=0; i<queue.length; i++){

let keys = rooms[queue[i]]

for(let j=0; j<keys.length;j++){

if(!visitedArray[keys[j]]){

queue.push(keys[j])

visitedArray[keys[j]] = true

}

return visitedArray.every(d=>d===true)

};

var canVisitAllRooms = function(rooms) {

let keyBox = [0]

let keyIndex = 0

while(keyBox.length > keyIndex){

keyBox = [... new Set([... keyBox, ... rooms[keyBox[keyIndex]]])]

keyIndex++

}

return keyBox.length === rooms.length

};

102. Binary Tree Level Order Traversal

連結：https://leetcode.com/problems/binary-tree-level-order-traversal/

// recursive with DFS
var levelOrder = function(root) {
    if(!root) return []
    const anwser = []
        
    traverse(root,0)
    
    function traverse(node,level){
        if(!node) return;
        anwser[level] 
            ? anwser[level].push(node.val)
            : anwser[level] = [node.val]
        traverse(node.left, level+1)
        traverse(node.right, level+1)
    }
    
    return anwser
};

// recursive with DFS

var levelOrder = function(root) {

if(!root) return []

const anwser = []

traverse(root,0)

function traverse(node,level){

if(!node) return;

anwser[level]

? anwser[level].push(node.val)

: anwser[level] = [node.val]

traverse(node.left, level+1)

traverse(node.right, level+1)

}

return anwser

};

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