代码随想录算法训练营第七天| 哈希表理论基础 454.四数相加II 383.赎金信 15.三数之和 18.四数之和-优快云博客

454. 四数相加 II

题目

给定四个包含整数的数组 A, B, C, D，计算有多少个元组 (i, j, k, l) 使得 A[i] + B[j] + C[k] + D[l] = 0。

解题思路

先计算数组 A 和 B 的所有组合和，并存入哈希表 map 中，键为组合和，值为该和出现的次数。
然后遍历数组 C 和 D 的所有组合，查找 -(C[k] + D[l]) 是否存在于 map 中，如果存在则累加结果。

反思

使用哈希表可以有效地降低时间复杂度，从 O(n^4) 降到 O(n^2)，提高了效率。

代码

class Solution {
    public int fourSumCount(int[] nums1, int[] nums2, int[] nums3, int[] nums4) {
        int res = 0;
        Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
        for(int i : nums1) {
            for(int j : nums2) {
                int sum = i + j;
                map.put(sum, map.getOrDefault(sum, 0) + 1);
            }
        }
        for(int i : nums3) {
            for(int j : nums4) {
                res += map.getOrDefault(0 - i - j, 0);
            }
        }
        return res;
    }
}

383. 赎金信

题目

给定一个赎金信字符串和一个杂志字符串，判断赎金信能否由杂志中的字符构成。每个字符只能使用一次。

解题思路

创建一个长度为 26 的数组，用于记录每个字母在杂志中出现的次数。
遍历赎金信，检查数组中对应字母的计数，如果不足则返回 false，否则减一。

反思

直接使用数组存储字符频次比使用哈希表更简单，并且减少了空间占用。

代码

class Solution {
    public boolean canConstruct(String ransomNote, String magazine) {
        if(ransomNote.length() > magazine.length()) {
            return false;
        }
        int[] nums = new int[26];
        for(char i : magazine.toCharArray()) {
            nums[i - 'a'] += 1;
        }
        for(char i : ransomNote.toCharArray()) {
            if(nums[i - 'a'] == 0) {
                return false;
            } else {
                nums[i - 'a'] -= 1;
            }
        }
        return true;
    }
}

15. 三数之和

题目

给定一个包含 n 个整数的数组 nums，判断 nums 中是否存在三个元素 a, b, c 使得 a + b + c = 0，找出所有满足条件且不重复的三元组。

解题思路

先对数组排序，然后使用双指针法。
遍历每个元素 a，固定 a 后，使用左右指针寻找 b 和 c 使得 a + b + c = 0。
为避免重复结果，需要跳过重复元素。

反思

使用 while 循环去重是必须的，尤其在左右指针移动时对比的数要注意防止重复。

代码

class Solution {
    public List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {
        List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();
        Arrays.sort(nums);
        for(int i = 0; i < nums.length; i++) {
            if (nums[i] > 0) {
                return result;
            }
            if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) {
                continue; // 去重 a
            }
            int left = i + 1, 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 {
                    result.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 result;
    }
}

18. 四数之和

题目

给定一个包含 n 个整数的数组 nums 和一个目标值 target，判断 nums 中是否存在四个元素 a, b, c, d 使得 a + b + c + d = target，找出所有满足条件且不重复的四元组。

解题思路

对数组进行排序，然后使用两层循环固定前两个元素，再使用双指针寻找后两个元素。
注意跳过重复元素，防止结果重复。

反思

if 语句用于去重时比 while 更合适，因为只需要一次性跳过重复的前一个元素。

代码

class Solution {
    public List<List<Integer>> fourSum(int[] nums, int target) {
        List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();
        Arrays.sort(nums);
        for (int i = 0; i < nums.length - 3; i++) {
            if (nums[i] > target && nums[i] >= 0) {
                break;
            }
            if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) {
                continue;
            }
            for (int j = i + 1; j < nums.length - 2; j++) {
                if (nums[i] + nums[j] > target && nums[i] + nums[j] >= 0) {
                    break;
                }
                if (j > i + 1 && nums[j] == nums[j - 1]) {
                    continue;
                }
                int left = j + 1, 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 {
                        result.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 result;
    }
}