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[seungriyou] Week 01 Solutions

Author: seungriyou

contains-duplicate/seungriyou.py

@@ -0,0 +1,37 @@
+# https://leetcode.com/problems/contains-duplicate/
+
+from typing import List
+
+class Solution:
+    def containsDuplicate1(self, nums: List[int]) -> bool:
+        """
+        [Complexity]
+            - TC: O(n) (set(nums) 시 원소를 복사하는 데에 O(n), len()은 O(1))
+            - SC: O(n)
+
+        [Approach]
+            set(hash map)을 이용하여 중복을 제거한 결과의 길이를 원본 리스트의 길이와 비교하면 된다.
+        """
+
+        return len(nums) != len(set(nums))
+
+
+    def containsDuplicate(self, nums: List[int]) -> bool:
+        """
+        [Complexity]
+            - TC: O(n) (iteration)
+            - SC: O(n)
+
+        [Approach]
+            nums를 순회하면서 set(hash map)에 등장했던 원소를 add 하고, 동일한 원소가 발견되면 True를 반환한다.
+            nums 전체를 순회하면서 동일한 원소가 없었다면 False를 반환한다.
+        """
+
+        seen = set()
+
+        for num in nums:    # -- O(n)
+            if num in seen: # -- O(1)
+                return True
+            seen.add(num)
+
+        return False

house-robber/seungriyou.py

@@ -0,0 +1,29 @@
+# https://leetcode.com/problems/house-robber/
+
+from typing import List
+
+class Solution:
+    def rob(self, nums: List[int]) -> int:
+        """
+        [Complexity]
+            - TC: O(n)
+            - SC: O(1) (space-optimized DP)
+
+        [Approach]
+            인접한 두 집을 모두 털면 안 되므로 다음과 같이 dp table을 구상할 수 있다.
+                dp[i] = (순차적으로) i-th house를 털 때 얻을 수 있는 max amount of money
+                      = max(이전 집을 털었을 때, 이전 집을 털지 않았을 때)
+                      = max(지금 집을 털 수 없을 때, 지금 집을 털 수 있을 때)
+                      = max(dp[i - 1], dp[i - 2] + nums[i])
+            이때, dp[i] 값을 채우기 위해 dp[i - 1]과 dp[i - 2] 값만 필요하므로,
+            O(n) space(= list)가 아닌 O(1) space(= variables)로 optimize 할 수 있다.
+                prev1 = dp[i - 1]
+                prev2 = dp[i - 2]
+        """
+
+        prev1 = prev2 = 0
+
+        for num in nums:
+            prev1, prev2 = max(prev1, prev2 + num), prev1  # -- multiple assignment
+
+        return prev1

longest-consecutive-sequence/seungriyou.py

@@ -0,0 +1,69 @@
+# https://leetcode.com/problems/longest-consecutive-sequence/
+
+from typing import List
+
+class Solution:
+    def longestConsecutive1(self, nums: List[int]) -> int:
+        """
+        [Complexity]
+            - TC: O(n)
+            - SC: O(n) (unique_nums)
+
+        [Approach]
+            O(n) time에 돌아가야 하므로 O(nlogn)인 sorting은 사용할 수 없다.
+            그리고 integer에서 consecutive 라는 것은 1 차이라는 것이다.
+            따라서 hash map에서 현재 보고 있는 num 값에 대해 left(= num - 1)와 right(= num + 1)를 O(1) time에 찾아보는 방식으로 접근해야 한다.
+            이때, left와 right를 양옆으로 확장시켜가면서 max_length = max(max_length, right - left - 1)로 업데이트 한다.
+        """
+
+        max_length = 0
+        unique_nums = set(nums)
+
+        for num in nums:
+            # num의 consecutive integer인 left, right 구하기
+            left, right = num - 1, num + 1
+
+            # left, right 양옆으로 확장하며 unique_nums에서 지워나가기
+            while left in unique_nums:
+                unique_nums.remove(left)
+                left -= 1
+            while right in unique_nums:
+                unique_nums.remove(right)
+                right += 1
+
+            # 현재 보고 있는 num이 속하는 consecutive sequence의 length는 (right - left - 1)
+            max_length = max(max_length, right - left - 1)
+
+            # unique_nums가 비었으면, 더이상 확인할 필요가 없음
+            if not unique_nums:
+                break
+
+        return max_length
+
+    def longestConsecutive(self, nums: List[int]) -> int:
+        """
+        [Complexity]
+            - TC: O(n)
+            - SC: O(n) (unique_nums)
+
+        [Approach]
+            첫 번째 풀이와 비슷하나, unique_nums를 순회하다가 현재 보고 있는 num이 자신이 속한 consecutive sequence의 가장 left 값일 때만
+            오른쪽으로 확장한다는 점에서 약간 다른 풀이이다.
+            이때, 오른쪽으로 확장 후 max_length = max(max_length, right - num)로 업데이트 한다.
+        """
+
+        max_length = 0
+        unique_nums = set(nums)
+
+        for num in unique_nums:
+            # 현재 보고 있는 num이, 자신이 속한 consecutive sequence의 가장 left 값이라면,
+            if num - 1 not in unique_nums:
+                # 오른쪽으로 확장하기
+                right = num + 1
+                while right in unique_nums:
+                    right += 1
+
+                # 현재 보고 있는 num이 첫 번째 값인 consecutive sequence의 length는 (right - num)
+                max_length = max(max_length, right - num)
+
+        return max_length

top-k-frequent-elements/seungriyou.py

@@ -0,0 +1,37 @@
+# https://leetcode.com/problems/top-k-frequent-elements/
+
+from typing import List
+
+class Solution:
+    def topKFrequent(self, nums: List[int], k: int) -> List[int]:
+        """
+        [Complexity]
+            - TC: O(n + klogn)
+            - SC: O(n)
+
+        [Approach]
+            1. nums를 순회하면서 원소별 등장 횟수를 카운트한다.
+            2. min heap에 (-등장 횟수, 원소) 형태의 tuple을 저장한다.
+            3. k번 pop 하면, k most frequent elements를 얻을 수 있다.
+        """
+        import heapq
+        from collections import Counter
+
+        # 0. early stop
+        if len(nums) == k:
+            return nums
+
+        # 1. 등장 횟수 카운트
+        cnt = Counter(nums)  # -- O(n)
+
+        # 2. min heap에 저장
+        q = [(-c, num) for num, c in cnt.items()]  # -- O(n)
+        heapq.heapify(q)  # -- O(n)
+
+        # 3. k번 pop
+        res = []
+        for _ in range(k):  # -- O(k)
+            _, num = heapq.heappop(q)  # -- O(logn)
+            res.append(num)
+
+        return res

two-sum/seungriyou.py

@@ -0,0 +1,26 @@
+# https://leetcode.com/problems/two-sum/
+
+from typing import List
+
+class Solution:
+    def twoSum(self, nums: List[int], target: int) -> List[int]:
+        """
+        [Complexity]
+            - TC: O(n)
+            - SC: O(n)
+
+        [Approach]
+            항상 하나의 정답이 존재하기 때문에, 복잡도를 O(n^2)보다 줄이기 위해서는 hash map에 (target - num) 값을 저장함으로써
+            현재 보고있는 값과 더했을 때 target이 되는 값을 찾는 과정에 드는 복잡도를 O(1)으로 줄일 수 있다.
+                1. nums를 순회하며, hash map의 key에 현재 값이 존재하는지(= 현재 값과 더했을 때 target이 되는 값이 있는지) 확인한다.
+                2. 존재한다면, 현재 값의 index와 hash map의 value에 기록되어 있는 index를 반환한다.
+                3. 존재하지 않는다면, hash map에 {(target - num): index}를 추가한다.
+        """
+
+        remains = dict()
+
+        for i, num in enumerate(nums):
+            if num in remains:
+                return [remains[num], i]
+
+            remains[target - num] = i