【算法系列之哈希表I】leetcode15. 三数之和

242.有效的字母异位词

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给定两个字符串 s 和 t ，编写一个函数来判断 t 是否是 s 的字母异位词。

**注意：**若 s 和 t 中每个字符出现的次数都相同，则称 s 和 t 互为字母异位词。

输入: s = "anagram", t = "nagaram"
输出: true

解决思路

使用数组代替hash表，字符串的每个字符对应每一个数字。

Java实现

class Solution_LC242 {
    public boolean isAnagram(String s, String t) {
        int[] chars = new int[26];
        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            chars[s.charAt(i) - 'a']++;
        }
        for (int i = 0; i < t.length(); i++) {
            chars[t.charAt(i) - 'a']--;
        }
        for (int i = 0; i < 26; i++) {
            if (chars[i] != 0) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }
}

1002. 查找常用字符

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给你一个字符串数组 words ，请你找出所有在 words 的每个字符串中都出现的共用字符（ 包括重复字符），并以数组形式返回。你可以按 任意顺序 返回答案。

输入：words = ["bella","label","roller"]
输出：["e","l","l"]

解题思路

计算每个字符串的字符分散次数，不断和最小频率做比较
数字转字符，再转字符串。String.valueOf((char) ('a' + i))

Java实现

class Solution {
    public List<String> commonChars(String[] words) {
        int[] minFreq = new int[26];
        Arrays.fill(minFreq, Integer.MAX_VALUE);
        for (String word : words) {
            int[] freq = new int[26];
            for (int i = 0; i < word.length(); i++) {
                freq[word.charAt(i) - 'a']++;
            }
            for (int i = 0; i < 26; i++) {
                minFreq[i] = Math.min(freq[i], minFreq[i]);
            }
        }
        List<String> result = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 26; i++) {
            for (int j = 0; j < minFreq[i]; j++) {
                result.add(String.valueOf((char) ('a' + i)));
            }
        }
        return result;
    }
}

349. 两个数组的交集

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给定两个数组 nums1 和 nums2 ，返回 它们的交集 。输出结果中的每个元素一定是唯一的。我们可以 不考虑输出结果的顺序 。

输入：nums1 = [1,2,2,1], nums2 = [2,2]
输出：[2]

解题思路

使用HashSet保证元素的唯一性，且记录了出现过的元素。

Java实现

class Solution_LC349 {
    public int[] intersection(int[] nums1, int[] nums2) {
        HashSet<Integer> set = new HashSet<>();
        for (int i = 0; i < nums1.length; i++) {
            set.add(nums1[i]);
        }
        HashSet<Integer> res = new HashSet<>();
        for (int i = 0; i < nums2.length; i++) {
            if (set.contains(nums2[i])) {
                res.add(nums2[i]);
            }
        }
        int[] array = new int[res.size()];
        int index = 0;
        for (Integer num : res) {
            array[index++] = num;
        }
        return array;
    }
}

202. 快乐数

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编写一个算法来判断一个数 n 是不是快乐数。

「快乐数」 定义为：

对于一个正整数，每一次将该数替换为它每个位置上的数字的平方和。
然后重复这个过程直到这个数变为 1，也可能是 无限循环 但始终变不到 1。
如果这个过程 结果为 1，那么这个数就是快乐数。

如果 n 是 快乐数 就返回 true ；不是，则返回 false 。

输入：n = 19
输出：true
解释：
12 + 92 = 82
82 + 22 = 68
62 + 82 = 100
12 + 02 + 02 = 1

解题思路

根据原数获取新的数。
使用set判断是否包含，包含即停止。

Java实现

class Solution {
    public boolean isHappy(int n) {
        Set<Integer> set = new HashSet<>();
        while (n != 1 && !set.contains(n)) {
            set.add(n);
            n = getNext(n);
        }
        return n == 1;
    }


    public int getNext(int n) {
        int total = 0;
        while (n > 0) {
            int remain = n % 10;
            n = n / 10;
            total += remain * remain;
        }
        return total;
    }
}

1. 两数之和

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给定一个整数数组 nums 和一个整数目标值 target，请你在该数组中找出 和为目标值 target 的那两个整数，并返回它们的数组下标。

你可以假设每种输入只会对应一个答案。但是，数组中同一个元素在答案里不能重复出现。

你可以按任意顺序返回答案。

输入：nums = [2,7,11,15], target = 9
输出：[0,1]
解释：因为 nums[0] + nums[1] == 9 ，返回 [0, 1] 。

解题思路

使用HashMap暂存答案。

Java实现

class Solution {
    public int[] twoSum(int[] nums, int target) {
        int[] res = new int[2];
        Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            int num = target - nums[i];
            if (map.containsKey(num)) {
                res[0] = i;
                res[1] = map.get(target - nums[i]);
                break;
            }
            map.put(nums[i], i);
        }
        return res;
    }
}

454.四数相加II

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给你四个整数数组 nums1、nums2、nums3 和 nums4 ，数组长度都是 n ，请你计算有多少个元组 (i, j, k, l) 能满足：

0 <= i, j, k, l < n
nums1[i] + nums2[j] + nums3[k] + nums4[l] == 0

输入：nums1 = [1,2], nums2 = [-2,-1], nums3 = [-1,2], nums4 = [0,2]
输出：2
解释：
两个元组如下：
1. (0, 0, 0, 1) -> nums1[0] + nums2[0] + nums3[0] + nums4[1] = 1 + (-2) + (-1) + 2 = 0
2. (1, 1, 0, 0) -> nums1[1] + nums2[1] + nums3[0] + nums4[0] = 2 + (-1) + (-1) + 0 = 0

解题思路

使用HashMap记录两个数组的和。

Java实现

class Solution_LC454 {
    public int fourSumCount(int[] nums1, int[] nums2, int[] nums3, int[] nums4) {
        Integer result = 0;
        Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
        for (int i = 0; i < nums1.length; i++) {
            for (int j = 0; j < nums2.length; j++) {
                Integer tmp = nums1[i] + nums2[j];
                if (map.containsKey(tmp)) {
                    map.put(tmp, map.get(tmp) + 1);
                } else {
                    map.put(tmp, 1);
                }
            }
        }
        for (int i = 0; i < nums3.length; i++) {
            for (int j = 0; j < nums4.length; j++) {
                Integer tmp = nums3[i] + nums4[j];
                if (map.containsKey(0 - tmp)) {
                    result += map.get(0 - tmp);
                }
            }
        }
        return result;
    }
}

383. 赎金信

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给你两个字符串：ransomNote 和 magazine ，判断 ransomNote 能不能由 magazine 里面的字符构成。

如果可以，返回 true ；否则返回 false 。

magazine 中的每个字符只能在 ransomNote 中使用一次。

解题思路

和字母异位词的原理相同

Java实现

class Solution {
    public boolean canConstruct(String ransomNote, String magazine) {
        int[] record = new int[26];
        for (int i = 0; i < magazine.length(); i++) {
            record[magazine.charAt(i) - 'a']++;
        }
        for (int i = 0; i < ransomNote.length(); i++) {
            record[ransomNote.charAt(i) - 'a']--;
        }
        for (int i = 0; i < 26; i++) {
            if (record[i] < 0) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }
}

15. 三数之和

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给你一个整数数组 nums ，判断是否存在三元组 [nums[i], nums[j], nums[k]] 满足 i != j、i != k 且 j != k ，同时还满足 nums[i] + nums[j] + nums[k] == 0 。请

你返回所有和为 0 且不重复的三元组。

**注意：**答案中不可以包含重复的三元组。

输入：nums = [-1,0,1,2,-1,-4]
输出：[[-1,-1,2],[-1,0,1]]
解释：
nums[0] + nums[1] + nums[2] = (-1) + 0 + 1 = 0 。
nums[1] + nums[2] + nums[4] = 0 + 1 + (-1) = 0 。
nums[0] + nums[3] + nums[4] = (-1) + 2 + (-1) = 0 。
不同的三元组是 [-1,0,1] 和 [-1,-1,2] 。
注意，输出的顺序和三元组的顺序并不重要。

解题思路

使用双指针法
为了防止重复，当满足条件，上一个元素不重复使用。第二个元素重复跳过的逻辑，在等于0的时候处理。

Java实现

class Solution_LC15 {
    public List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
        Arrays.sort(nums);
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            if (nums[i] > 0) {
                return res;
            }
            if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) {
                continue;
            }
            int left = i + 1;
            int right = nums.length - 1;
            while (left < right) {
                int sum = nums[i] + nums[left] + nums[right];
                if (sum > 0) {
                    right--;
                } else if (sum < 0) {
                    left++;
                } else {
                    res.add(Arrays.asList(nums[i], nums[left], nums[right]));
                    while (left < right && nums[left] == nums[left + 1]) {
                        left++;
                    }
                    while (left < right && nums[right] == nums[right - 1]) {
                        right--;
                    }
                    left++;
                    right--;
                }
            }
        }
        return res;
    }

}

18. 四数之和

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给你一个由 n 个整数组成的数组 nums ，和一个目标值 target 。请你找出并返回满足下述全部条件且不重复的四元组 [nums[a], nums[b], nums[c], nums[d]] （若两个四元组元素一一对应，则认为两个四元组重复）：

0 <= a, b, c, d < n
a、b、c 和 d 互不相同
nums[a] + nums[b] + nums[c] + nums[d] == target

你可以按 任意顺序 返回答案。

解题思路

第一个数大于target，是可以的。如果求和是-11，第一个数是-5，第二个数是-4，是可以的。

Java实现

class Solution {
    public List<List<Integer>> fourSum(int[] nums, int target) {
        Arrays.sort(nums);
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            if (nums[i] > 0 && nums[i] > target) {
                return res;
            }
            if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) {
                continue;
            }

            for (int j = i + 1; j < nums.length; j++) {
                if (j > i + 1 && nums[j] == nums[j - 1]) {
                    continue;
                }

                int left = j + 1;
                int right = nums.length - 1;
                while (left < right) {

                    int sum = nums[i] + nums[j] + nums[left] + nums[right];
                    if (sum > target) {
                        right--;
                    } else if (sum < target) {
                        left++;
                    } else {
                        res.add(Arrays.asList(nums[i], nums[j], nums[left], nums[right]));
                        while (left < right && nums[left] == nums[left + 1]) {
                            left++;
                        }
                        while (left < right && nums[right] == nums[right - 1]) {
                            right--;
                        }
                        left++;
                        right--;
                    }
                }
            }
        }
        return res;
    }
}