代码随想录算法训练营day7 | 454.两数相加Ⅱ、383.赎金信、15.三数之和、18.四数之和

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#算法 #数据结构 #leetcode #c++

454.两数相加Ⅱ

题目链接、文章讲解/视频讲解

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

示例 1：

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

示例 2：

输入：nums1 = [0], nums2 = [0], nums3 = [0], nums4 = [0]
输出：1

思路：

首先定义一个unordered_map，key放a和b两数之和，value 放a和b两数之和出现的次数。遍历大A和大B数组，统计两个数组元素之和，和出现的次数，放到map中。

定义int变量count，用来统计 a+b+c+d = 0 出现的次数。

再遍历大C和大D数组，找到如果 0-(c+d) 在map中出现过的话，就用count把map中key对应的value也就是出现次数统计出来。最后返回统计值 count 就可以了。代码如下：

class Solution {
public:
    int fourSumCount(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2, vector<int>& nums3, vector<int>& nums4) {
        unordered_map<int, int> umap;
        for(int i : nums1){
            for(int j : nums2){
                umap[i + j]++;
            }
        }
        int sum = 0;
        int count = 0;
        for(int k : nums3){
            for(int l : nums4){
                if(umap.find(sum - k - l) != umap.end()){
                    count += umap[sum - k - l];
                }
            }
        }
        return count;
    }
};

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。

示例 1：

输入：ransomNote = "a", magazine = "b"
输出：false

示例 2：

输入：ransomNote = "aa", magazine = "ab"
输出：false

示例 3：

输入：ransomNote = "aa", magazine = "aab"
输出：true

思路：和前面的242.有效的字母异位词基本是一样的，使用数组作为哈希表。代码如下：

class Solution {
public:
    bool canConstruct(string ransomNote, string magazine) {
        int record[26] = {0};
        for(int i = 0; i < ransomNote.length(); i++){
            record[ransomNote[i] - 'a']--;
        }
        for(int j = 0; j < magazine.length(); j++){
            record[magazine[j] - 'a']++;
        }
        for(int k = 0; k < 26; k++){
            if(record[k] < 0) return false;
        }
        return true;
    }
};

15.三数之和

题目链接、文章讲解/视频讲解

思路：用哈希表比较复杂而且很难一次写好，这里我们要采用双指针法。动画效果如下：

先将数组排序（从小到大从大到小都行，这里是从小到大），然后定义i指向数组第一个元素，left指向i+1，right指向数组最后一个元素。当a[i]（假设数组是a）+a[left]+a[right] > 0，说明三数之和大了，将right左移一位；如果小于0，那么将left右移一位。

上述就是主要的代码思路，但同时题目要求我们去重（即不能出现重复的三元组），去重的有个很重要的误区，我会在代码里标识出来，想一想为什么这么写。代码如下：

class Solution {
public:
    vector<vector<int>> threeSum(vector<int>& nums) {
        vector<vector<int>> result;
        sort(nums.begin(), nums.end());
        for(int i = 0; i < nums.size(); i++){
            if(nums[i] > 0) return result;
            // 错误去重a方法，将会漏掉-1,-1,2 这种情况
            /*
            if (nums[i] == nums[i + 1]) {
                continue;
            }
            */
            // 正确去重a方法
            if(i > 0 && nums[i] == nums [i - 1]) continue;
            int left = i + 1;
            int right = nums.size() - 1;
            while(right > left){
                if(nums[i] + nums[left] + nums[right] > 0) right--;
                else if(nums[i] + nums[left] + nums[right] < 0) left++;
                else{
                    result.push_back(vector<int>{nums[i], nums[left], nums[right]});
                    while(right > left && nums[right] == nums[right - 1]) right--;
                    while(right > left && nums[left] == nums[left + 1]) left++;
                    right--;
                    left++;
                }
            }
        }
        return result;
    }
};

18.四数之和

题目链接、文章讲解/视频讲解

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。

示例 1：

输入：nums = [1,0,-1,0,-2,2], target = 0
输出：[[-2,-1,1,2],[-2,0,0,2],[-1,0,0,1]]

示例 2：

输入：nums = [2,2,2,2,2], target = 8
输出：[[2,2,2,2]]

思路：和上题类似，都要采用双指针法这个思路来写，用哈希法过于麻烦了。

上题的双指针解法是一层for循环num[i]为确定值，然后循环内有left和right下标作为双指针，找到nums[i] + nums[left] + nums[right] == 0。

四数之和的双指针解法是两层for循环nums[k] + nums[i]为确定值，依然是循环内有left和right下标作为双指针，找出nums[k] + nums[i] + nums[left] + nums[right] == target的情况，三数之和的时间复杂度是O(n^2)，四数之和的时间复杂度是O(n^3) 。代码如下：

class Solution {  
public:  
    vector<vector<int>> fourSum(vector<int>& nums, int target) {  
        vector<vector<int>> result;  
        if (nums.size() < 4) return result;
        
        sort(nums.begin(), nums.end());  
        
        for (int i = 0; i < nums.size() - 3; i++) {  
            if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) continue;
            
            for (int j = i + 1; j < nums.size() - 2; j++) {  
                if (j > i + 1 && nums[j] == nums[j - 1]) continue;
            
                int left = j + 1;  
                int right = nums.size() - 1;  
                
                while (left < right) {  
                    long long sum = (long long)nums[i] + nums[j] + nums[left] + nums[right];
                    if (sum < target) {  
                        left++;  
                    } else if (sum > target) {  
                        right--;  
                    } else {  
                        result.push_back({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 result;  
    }  
};