代码随想录Day07|哈希表|454.四数相加II、383.赎金信、15.三数之和、18.四数之和

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代码随想录开源LeetCode题单：代码随想录

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LeetCode454

LeetCode454.四数相加II

代码随想录文章讲解

思路

从4个数组中各取一个值组成一个元组，统计元组中四个元素和为零的个数。
可以利用map集合解决。
首先两层for循环遍历nums1和nums2，统计两个数组各取一个元素的加和和出现次数，存入HashMap。
然后两层for循环遍历nums3和nums4，令当前nums3中元素为i，nums4中元素为j，若此时map中存在值为-(i+j)的元素，则说明当前取出的四个数组中的元素满足条件，统计数目加一。

代码

class Solution {
    public int fourSumCount(int[] nums1, int[] nums2, int[] nums3, int[] nums4) {
        int res = 0;
        Map<Integer, Integer> map = new HashMap<Integer, Integer>();
        // 统计前两个数组中的元素之和、出现的次数
        for (int i : nums1) {
            for (int j : nums2) {
                int sum = i + j;
                map.put(sum, map.getOrDefault(sum, 0) + 1);
            }
        }
        // 统计剩余的两个数组的元素之和，在map中找是否存在相加为0的情况，并记录次数
        for (int i : nums3) {
            for (int j : nums4) {
                res += map.getOrDefault(0 - i - j, 0);
            }
        }
        return res;
    }
}

LeetCode383

LeetCode383. 赎金信

代码随想录文章讲解

思路

本题要求判断一个字符串ransomNote是否能由另一个字符串magazine中的字符组成，且字符均为小写英文字母，则可以考虑哈希表，而map地址空间开销过大，则可以考虑用数组表示哈希表。
首先定义一个哈希数组，遍历magazine字符串，每个字符在哈希数组中对应位置加一，
然后遍历ransomNote字符串，每个字符在哈数组中对应位置减一。
最终若数组中存在负数，则说明字符串ransomNote中有字符串magazine中没有的字符，返回false，反之返回true。

代码

class Solution {
    public boolean canConstruct(String ransomNote, String magazine) {
        if (ransomNote.length() > magazine.length()) {
            return false;
        }
        int[] record = new int[26];

        for(char c : magazine.toCharArray()){
            record[c - 'a'] += 1;
        }

        for(char c : ransomNote.toCharArray()){
            record[c - 'a'] -= 1;
        }
        
        // 如果数组中存在负数，说明ransomNote字符串中存在magazine中没有的字符
        for(int i : record){
            if(i < 0){
                return false;
            }
        }

        return true;
    }
}

LeetCode15

LeetCode15. 三数之和

代码随想录文章讲解

法一：HashSet

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++) {
		// 如果第一个元素大于零，不可能凑成三元组
		if (nums[i] > 0) {
			return result;
		}
		// 三元组元素a去重
		if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) {
			continue;
		}

		HashSet<Integer> set = new HashSet<>();
		for (int j = i + 1; j < nums.length; j++) {
			// 三元组元素b去重
			if (j > i + 2 && nums[j] == nums[j - 1] && nums[j - 1] == nums[j - 2]) {
				continue;
			}

			int c = -nums[i] - nums[j];
			if (set.contains(c)) {
				result.add(Arrays.asList(nums[i], nums[j], c));
				set.remove(c); // 三元组元素c去重
			} else {
				set.add(nums[j]);
			}
		}
	}
	return result;
    }
}

法二：双指针

思路

首先将数组排序，饭后一层for循环，让i从下标为0的地方开始遍历，同时定义下标left=i+1，right=length-1，寻找a+b+c，其中a=nums[i]，b=nums[left]，c=nums[right]。
如果nums[i] + nums[left] + nums[right] > 0 ，说明此时三数之和大了，所以right下标就应该向左移动，这样才能让三数之和小一些。
如果 nums[i] + nums[left] + nums[right] < 0 ，说明此时三数之和小了，left 就向右移动，才能让三数之和大一些，
直到left与right相遇为止。

代码

class Solution {
    public List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {
        List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();
        Arrays.sort(nums);
	// 找出a + b + c = 0
        // a = nums[i], b = nums[left], c = nums[right]
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
	    // 排序之后如果第一个元素已经大于零，那么无论如何组合都不可能凑成三元组，直接返回结果就可以了
            if (nums[i] > 0) { 
                return result;
            }

            if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) {  // 去重a
                continue;
            }

            int left = i + 1;
            int right = nums.length - 1;
            while (right > left) {
                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]));
		    // 去重逻辑应该放在找到一个三元组之后，对b 和 c去重
                    while (right > left && nums[right] == nums[right - 1]) right--;
                    while (right > left && nums[left] == nums[left + 1]) left++;
                    
                    right--; 
                    left++;
                }
            }
        }
        return result;
    }
}

LeetCode18

LeetCode18.四数之和

代码随想录题解

思路

和三数之和思路基本一致，使用双指针，
注意：若target不固定，数组中的值之和可能超过int。

代码

import java.util.*;

public class Solution {
    public List<List<Integer>> fourSum(int[] nums, int target) {
        Arrays.sort(nums);  // 排序数组
        List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();  // 结果集
        for (int k = 0; k < nums.length; k++) {
            // 剪枝处理
            if (nums[k] > target && nums[k] >= 0) {
                break;
            }
            // 对nums[k]去重
            if (k > 0 && nums[k] == nums[k - 1]) {
                continue;
            }
            for (int i = k + 1; i < nums.length; i++) {
                // 第二级剪枝
                if (nums[k] + nums[i] > target && nums[k] + nums[i] >= 0) {
                    break;
                }
                // 对nums[i]去重
                if (i > k + 1 && nums[i] == nums[i - 1]) {
                    continue;
                }
                int left = i + 1;
                int right = nums.length - 1;
                while (right > left) {
                    long sum = (long) nums[k] + nums[i] + nums[left] + nums[right];
                    if (sum > target) {
                        right--;
                    } else if (sum < target) {
                        left++;
                    } else {
                        result.add(Arrays.asList(nums[k], nums[i], nums[left], nums[right]));
                        // 对nums[left]和nums[right]去重
                        while (right > left && nums[right] == nums[right - 1]) right--;
                        while (right > left && nums[left] == nums[left + 1]) left++;
                        right--;
                        left++;
                    }
                }
            }
        }
        return result;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Solution solution = new Solution();
        int[] nums = {1, 0, -1, 0, -2, 2};
        int target = 0;
        List<List<Integer>> results = solution.fourSum(nums, target);
        for (List<Integer> result : results) {
            System.out.println(result);
        }
    }
}