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LeetCodeで学ぶ計算量の改善

計算量の改善 って意外と取り組む事がないなぁと最近思い始めて、一回解いた問題の回答をより良くできる方法を考えたりしている今日この頃です。 昔に比べてメモリの性能が改善しているためよっぽど致命的なアルゴリズムを設計しない限りはなんとかなる ソートなどのアルゴリズムはライブラリのものを呼び出せばなんとかなる etc… 色々な理由はあると思いますが、だからと言ってサボっていい理由にはならないと思うのでいい例を探していたらこんな問題を見つけました。 Majority Element 整数を格納したリストが与えられるのでそのリストの中で最も多い値を返してください、という問題です。 例えば、 Example 1: Input: nums = [3,2,3] Output: 3 Example 2: Input: nums = [2,2,1,1,1,2,2] Output: 2 といったような形式です。 今回はSolutionにもある通り、それぞれの問題に対する取り組み方を書きます。 例えばBruteforce。これはとにかく全パターンをしらみつぶしに実行して答えを導く、というものです。 class Solution : def majorityElement ( self , nums ) : majority_count = len ( nums ) // 2 for num in nums : count = sum ( 1 for elem in nums if elem == num ) if count > majority_count : return num 解けるものの、for文で2回走査しているため、計算量がO(N^2)とお世辞にもいいとは言えません。 では次にハッシュマップに格納して解く例です。 class Solution : def majorityElement ( self , nums ) : counts = collections . Counter ( nums ) return

Pythonで与えられた値が3の冪乗かを判定するプログラムの話。(LeetCode)

冪乗のお話。 解答 冪乗のお話。 3の冪乗かどうかを判定するプログラムを求められました。 326. Power of Three 整数型の値、 n が引数として与えられた場合、それが3の冪乗かを判定し、冪乗ならば True 、冪乗でなければ False を返してください、っていう問題です。 なお、 n の値には以下の制約が存在します。 -2^31 <= n <= 2^31 - 1 さて、どうしましょう?ってことでメモ。 解答 とりあえず解ける解答。 class Solution : def isPowerOfThree ( self , n : int ) - > bool : if n == 0 : return False if n == 1 : return True for i in range ( 31 ) : if pow ( 3 , i ) == n : return True return False # Runtime: 240 ms, faster than 5.15% of Python3 online submissions for Power of Three. # Memory Usage: 14.4 MB, less than 13.91% of Python3 online submissions for Power of Three. pow関数 を使っています。 pow 関数は引数に (基数、冪乗) を取っています。ここでの使い方は、31乗までを範囲としているため、for文で1~31までの値を回します。 pow(3,1) == n pow(3,2) == n ............. といったように3の1乗から31乗までを調べます。 ただし、31という値を意識しすぎる余り、かなり遅くなっています。 遅い理由としては、正しくない場合、31回も回すことになっているからです。 しかし、解けるだけでいいのであればこれ

「問題解決力を鍛える!アルゴリズムとデータ構造」とLeetCodeで学ぶ再帰と動的計画法(メモ化)

再帰とメモ化 問題 再帰とメモ化 問題解決力を鍛える!アルゴリズムとデータ構造 というアルゴリズムとデータ構造を学ぶのに良い本があります。 LeetCodeの問題を解いていた時に、この本の中で解説されていた例とすごく被っている内容があったので、記事にしてみようと思いました。 問題 1137. N-th Tribonacci Number 難易度はEasy。 再帰の入門にうってつけです。 問題解決力を鍛える!アルゴリズムとデータ構造 の4章の解説にもある通り、再帰関数のテンプレートは (戻り値の型) func(引数){ if(ベースケース){ return ベースケースに対する値; } func(次の引数) return 答え } 問題解決力を鍛える!アルゴリズムとデータ構造 第4章 設計技法(2):再帰と分割統治法より引用 といったものです。 今回解く問題は、 トリボナッチ数列Tnは次のように定義される。 T0 = 0, T1 = 1, T2 = 1, そして n >= 0 で Tn+3 = Tn + Tn+1 + Tn+2 となる。 nが与えられたとき、Tnの値を返す。 という内容です。 では、こちらをPythonでかつ再帰で解いてみましょう。 class Solution: def tribonacci(self, n: int) -> int: if n == 0: return 0 elif n == 1 or n == 2: return 1 return self.tribonacci(n-1) + self.tribonacci(n-2) + self.tribonacci(n-3) # Time Limit Exceeded しかし、これだとnが 30の時に時間切れとなり、正解とは認められません。 これは再帰で同じ処理が重複し、関数の呼び出し回数がとてつもない回数になっているためです。 ではこれを解決してみましょう。 class Solution: def tribonacci(self, n: int) -> int: memo =

Arrayでのインクリメント方法で詰まったのでメモる。

Arrayでのインクリメント スパッと思いつかなかったのでメモメモ。 ちなみに具体例としては、 array1 = [1,1,1] array2 = [1,7,9] だったら array1 = [1,1,2] array2 = [1,8,0] みたいな感じになるやつ。 実はLeetCodeでも解いたことがあったけど、 Plus One どうせならPythonっぽい答えを作ってみたかったので色々調べた感じ下のやつが良さげ。 def increment ( A : List [ int ] ) - > List [ int ] : A [ - 1 ] += 1 for i in reversed ( range ( 1 , len ( A ) ) ) : if A [ i ] != 10 : break A [ i ] = 0 A [ i -1 ] += 1 else : if A [ 0 ] == 10 : A [ 0 ] = 1 A . append ( 0 ) return A といった感じで行ける。あと読みやすい。 実行してみたら速度も気のせいか少し速くなった。 元々の解答 class Solution : def plusOne ( self , digits : List [ int ] ) - > List [ int ] : if digits [ - 1 ] < 9 : digits [ - 1 ] += 1 return digits elif digits [ 0 ] == 9 and len ( digits ) == 1 : return [ 1 , 0 ] else : digits [ - 1 ] = 0 digits [ 0 : - 1 ] = self . plusOne ( digits [ 0 : - 1 ] )

ゼロから始めるLeetCode Day112「500. Keyboard Row」

概要 問題 解法 概要 海外ではエンジニアの面接においてコーディングテストというものが行われるらしく、多くの場合、特定の関数やクラスをお題に沿って実装するという物がメインである。 どうやら多くのエンジニアはその対策としてLeetCodeなるサイトで対策を行うようだ。 早い話が本場でも行われているようなコーディングテストに耐えうるようなアルゴリズム力を鍛えるサイトであり、海外のテックカンパニーでのキャリアを積みたい方にとっては避けては通れない道である。 と、仰々しく書いてみましたが、私は今のところそういった面接を受ける予定はありません。 ただ、ITエンジニアとして人並みのアルゴリズム力くらいは持っておいた方がいいだろうということで不定期に問題を解いてその時に考えたやり方をメモ的に書いていこうかと思います。 Leetcode Python3で解いています。 ゼロから始めるLeetCode 目次 前回 ゼロから始めるLeetCode Day111「682. Baseball Game」 次回 その内 Twitter やってます。 問題 500. Keyboard Row 難易度はEasy。 問題としては、単語のリスト words が与えられます。 下の画像のような 英字キーボードの一行に存在するアルファベットだけで入力できる単語のみ をリスト形式で返してください、という問題です。 Example: Input: [“Hello”, “Alaska”, “Dad”, “Peace”] Output: [“Alaska”, “Dad”] Alaska と Dad は共に真ん中のキーボードの列に所属するアルファベットのみで構成されていますのでリストで返されています。 解法 class Solution : def findWords ( self , words : List [ str ] ) - > List [ str ] : first = [ "q" , "w" , "e" , "r" , "t" , "y" , "u&q

ゼロから始めるLeetCode Day111「682. Baseball Game」

概要 問題 解法 概要 海外ではエンジニアの面接においてコーディングテストというものが行われるらしく、多くの場合、特定の関数やクラスをお題に沿って実装するという物がメインである。 どうやら多くのエンジニアはその対策としてLeetCodeなるサイトで対策を行うようだ。 早い話が本場でも行われているようなコーディングテストに耐えうるようなアルゴリズム力を鍛えるサイトであり、海外のテックカンパニーでのキャリアを積みたい方にとっては避けては通れない道である。 と、仰々しく書いてみましたが、私は今のところそういった面接を受ける予定はありません。 ただ、ITエンジニアとして人並みのアルゴリズム力くらいは持っておいた方がいいだろうということで不定期に問題を解いてその時に考えたやり方をメモ的に書いていこうかと思います。 Leetcode Python3で解いています。 ゼロから始めるLeetCode 目次 前回 ゼロから始めるLeetCode Day110「1535. Find the Winner of an Array Game」 次回 その内 Twitter やってます。 問題 682. Baseball Game 難易度はEasy。 久しぶりでいろいろ忘れているのでひとまずEasy の問題を潰そうかなと思います。 問題としては、あなたは野球の試合に出場することになりました。このゲームはいくつかのラウンドで構成されており、過去のラウンドの得点が将来のラウンドの得点に影響を与える可能性があります。 ゲームの最初に、あなたは空のレコードで開始します。ops[i]はレコードに適用しなければならない第一の操作であり,以下のいずれかである. 整数 x - x の新しいスコアを記録します。 “+” - 前の2つのスコアの合計を新しいスコアとして記録します。前の 2 つのスコアが常に存在することが保証されています。 “D” - 前のスコアの2倍の新しいスコアを記録します。これは、常に前のスコアが存在することを保証します。 “C” - 前回のスコアを無効にし、記録から削除します。これは、常に前のスコアが存在することを保証するものです。 レコード上のすべてのスコアの合計を返します。 Example 1: Input: ops