用 Python 解决 LeetCode 编程算法问题：函数的神奇之处！

2023-06-27 11:49

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编程算法问题一直是程序员们的头疼之一。LeetCode 是一个专门为程序员提供算法题目的平台，其中包含了许多经典的编程问题。解决这些问题需要程序员们具备良好的编程技巧和算法思维能力。在这篇文章中，我们将介绍如何用 Python 解决 LeetCode 编程算法问题，并展示函数在解决这些问题中的神奇之处。

函数的基本用法

在 Python 中，函数是一段可重用的代码块，可以接收参数并返回结果。函数的基本语法如下：

def function_name(parameters):
    # function body
    return result

其中，function_name 是函数的名称，parameters 是函数的参数，result 是函数的返回值。下面是一个简单的示例：

def add(x, y):
    return x + y

result = add(2, 3)
print(result) # 输出 5

在这个示例中，我们定义了一个名为 add 的函数，它接收两个参数 x 和 y，并返回它们的和。我们调用这个函数，并将返回值赋值给 result 变量，然后输出 result 的值。输出结果为 5，说明函数 add 正确地计算了两个数的和。

函数在解决算法问题中的应用

在 LeetCode 上，有许多经典的算法问题，例如数组排序、链表操作、树的遍历等等。解决这些问题需要程序员们具备良好的算法思维能力和编程技巧。下面我们将以数组排序为例，介绍如何用 Python 编写一个排序函数，并解决 LeetCode 上的相关问题。

2.1 冒泡排序

冒泡排序是一种简单的排序算法，它重复地遍历要排序的数列，一次比较两个元素，如果它们的顺序错误就交换位置，直到没有需要交换的元素为止。下面是一个简单的冒泡排序实现：

def bubble_sort(nums):
    n = len(nums)
    for i in range(n):
        for j in range(0, n-i-1):
            if nums[j] > nums[j+1]:
                nums[j], nums[j+1] = nums[j+1], nums[j]

nums = [3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6, 5, 3, 5]
bubble_sort(nums)
print(nums) # 输出 [1, 1, 2, 3, 3, 4, 5, 5, 5, 6, 9]

在这个示例中，我们定义了一个名为 bubble_sort 的函数，它接收一个列表 nums，并对其进行冒泡排序。我们调用这个函数，并将排序后的列表输出。输出结果为 [1, 1, 2, 3, 3, 4, 5, 5, 5, 6, 9]，说明函数 bubble_sort 正确地对列表进行了排序。

2.2 LeetCode 上的应用

在 LeetCode 上，有许多与数组排序相关的问题，例如「颜色分类」、「排序链表」等等。下面以「颜色分类」为例，介绍如何用 Python 编写一个解决该问题的函数。

问题描述：给定一个包含红色、白色和蓝色，一共 n 个元素的数组，原地对它们进行排序，使得相同颜色的元素相邻，并按照红色、白色、蓝色的顺序排列。我们使用整数 0、 1 和 2 分别表示红色、白色和蓝色。

示例：

输入: [2,0,2,1,1,0] 输出: [0,0,1,1,2,2]

解决该问题的思路是：遍历数组，将 0 全部放到数组的最前面，将 2 全部放到数组的最后面，中间的 1 位置就是排好序的数组。下面是一个简单的实现：

def sort_colors(nums):
    n = len(nums)
    i, j = 0, n - 1
    k = 0
    while k <= j:
        if nums[k] == 0:
            nums[k], nums[i] = nums[i], nums[k]
            i += 1
            k += 1
        elif nums[k] == 2:
            nums[k], nums[j] = nums[j], nums[k]
            j -= 1
        else:
            k += 1

nums = [2,0,2,1,1,0]
sort_colors(nums)
print(nums) # 输出 [0,0,1,1,2,2]

在这个示例中，我们定义了一个名为 sort_colors 的函数，它接收一个列表 nums，并对其进行颜色分类。我们调用这个函数，并将分类后的列表输出。输出结果为 [0,0,1,1,2,2]，说明函数 sort_colors 正确地对列表进行了分类。