代码随想录算法训练营第六天｜ 242.有效的字母异位词 349. 两个数组的交集 202. 快乐数 1. 两数之和

忽晚523

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分类专栏：代码随想录算法训练营文章标签：算法 java leetcode

于 2024-01-29 20:23:49 首次发布

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今天的题涉及到了集合分别用数组 set 和map 对集合很生疏要时刻记住一旦出现判断一个元素是否出现过就要想到用哈希

集合的一些基本知识

这里推荐看以下博客讲的很全

List:List就是数组啊链表那些主要记住有序可以重复

Set：集合无序不允许重复 通过计算添加元素的hashcode来判断存储位置

Set的常用方法包括add()用来添加元素、remove()用来删除元素、contains()用来判断是否包含某个元素、isEmpty()用来判断集合是否为空、size()用来获取集合中元素的数量等等。

Map：存储键值对 key-value

添加元素：使用put()方法向Map中添加元素，语法：map.put(key, value)，其中key为键对象，value为值对象。

获取元素：使用get()方法通过键来获取对应的值，语法：map.get(key)，其中key为键对象。
获取所有的key用keySet(）方法会返回一个set
删除元素：使用remove()方法通过键来删除对应的键值对，语法：map.remove(key)，其中key为键对象。

判断是否包含键或值：使用containsKey()、containsValue()方法来判断Map中是否包含指定的键或值，语法：map.containsKey(key)或map.containsValue(value)，其中key为键对象，value为值对象。

这里要再强调一下集合中的泛型里面只能添加对象或者包装类也就是里面只能放引用数据类型（Integer等）

有效的字母异位词

题目链接

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。

思路

由于一共我们只有26个字母，用数组来作为存储出现的次数是很快捷的方式，下标就按字母在在字母表的顺序

定义一个数组叫做record用来上记录字符串s里字符出现的次数。

需要把字符映射到数组也就是哈希表的索引下标上，因为字符a到字符z的ASCII是26个连续的数值，所以字符a映射为下标0，相应的字符z映射为下标25。

再遍历字符串s的时候，只需要将 s[i] - ‘a’ 所在的元素做+1 操作即可，并不需要记住字符a的ASCII，只要求出一个相对数值就可以了。 这样就将字符串s中字符出现的次数，统计出来了。

那看一下如何检查字符串t中是否出现了这些字符，同样在遍历字符串t的时候，对t中出现的字符映射哈希表索引上的数值再做-1的操作。

那么最后检查一下，record数组如果有的元素不为零0，说明字符串s和t一定是谁多了字符或者谁少了字符，return false。

最后如果record数组所有元素都为零0，说明字符串s和t是字母异位词，return true。

时间复杂度为O(n)，空间上因为定义是的一个常量大小的辅助数组，所以空间复杂度为O(1)。

代码

class Solution {
    public boolean isAnagram(String s, String t) {
        int[] count = new int[26];
        for (int j = 0; j < s.length(); j++) {
            count[s.charAt(j) - 'a']++; //charAt方法是根据给的索引返回对应的char

        }
        for (int j = 0; j < t.length(); j++) {
            count[t.charAt(j) - 'a']--;
        }
        for (int cnt : count) {
            if (cnt != 0) { //只要不是0 是正数或者负数一定代表他们不是异位词
                return false;
            }
        }
        return true;
    }
}

由于本人写题是忘了foreach迭代这里再介绍一下：

for-each循环常用于遍历数组或集合，格式是for(元素类型变量名 : 数组或集合) 其中，元素类型代表数组或集合中元素的类型，变量名代表每次迭代获取到的当前元素。例如Set（String）那就是for(String str : Set) 能直接获取到里面的元素

总结

这道题不难想到用数组来存放次数关于集合用到数组一般较为容易常用于数组的下表非常好确定的情况

两个数组的交集

题目链接

本题使用set 可以想象数学中的集合不允许重复

思路

首先找交集是不是还是相当于找一个元素是不是在别的集合中出现所以还是用哈希其次为什么要用set 是因为题目要求没有重复元素因此正好我们可以利用set的去重特性

代码

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

class Solution {
    public int[] intersection(int[] nums1, int[] nums2) {
        if (nums1 == null || nums1.length == 0 || nums2 == null || nums2.length == 0) {
            return new int[0];
        }
        Set<Integer> set1 = new HashSet<>();
        Set<Integer> resSet = new HashSet<>();
        //遍历数组1
        for (int i : nums1) {
            set1.add(i);
        }
        //遍历数组2的过程中判断哈希表中是否存在该元素
        for (int i : nums2) {
            if (set1.contains(i)) {
                resSet.add(i);
            }
        }
      
        //方法1：将结果集合转为数组

        return resSet.stream().mapToInt(x -> x).toArray();
        
        //方法2：另外申请一个数组存放setRes中的元素,最后返回数组
        int[] arr = new int[resSet.size()];
        int j = 0;
        for(int i : resSet){
            arr[j++] = i;
        }
        
        return arr;
    }
}

关于set和数组

set和数组各自都有什么优缺点呢

直接使用set 不仅占用空间比数组大，而且速度要比数组慢，set把数值映射到key上都要做hash计算的。

HashSet

HashSet是基于哈希表的Set实现，其内部实际上是使用HashMap来存储元素的。

优点

处理冲突：HashSet（通过HashMap）有效地处理哈希冲突，使用链表或红黑树来存储相同哈希值的元素。
常数时间操作：理想情况下，HashSet提供常数时间的添加、删除、包含等操作性能，这使得它非常适合需要快速查找的场景。
动态扩容：HashSet可以根据元素的增加自动扩容，无需手动管理底层数据结构的大小。

缺点

空间效率：由于使用了额外的数据结构（如链表或红黑树），以及为了减少哈希冲突而采取的扩容机制，HashSet可能会使用比纯数组更多的内存。
性能下降：在极端情况下（如大量元素具有相同的哈希值时），HashSet的性能可能会接近O(n)。

基于数组的哈希表

在一些简单的情况下，我们可能会直接使用数组来实现哈希表，通过计算元素哈希值的模运算确定其在数组中的位置。

优点

内存效率：直接使用数组作为底层数据结构，可能比HashSet更节省内存，特别是在元素数量较少时。
简单直接：对于简单的用途，基于数组的哈希表实现起来较为直接和简单，容易理解。

缺点

处理冲突：基于数组的哈希表需要自己实现冲突处理机制，如开放寻址或链表法，这可能增加实现的复杂性。
固定大小：数组的大小是固定的，这意味着哈希表的容量是有限的，一旦达到容量限制，性能会急剧下降，且需要手动或通过复杂的逻辑来实现扩容。
性能变化：当哈希表填满时，性能会下降，查找、插入和删除操作的时间复杂度可能增加到O(n)，特别是在没有有效冲突解决机制的情况下。

总之，HashSet提供了一个高度优化且易于使用的哈希表实现，适用于大多数需要使用集合的场景，特别是当元素的添加、删除和查找操作频繁时。而基于数组的哈希表可能在某些特定场景下更有优势，尤其是在元素数量较少、内存使用受限或者可以容忍简单冲突处理机制时。在选择使用哪种实现时，应考虑具体的应用需求和限制。

快乐数

题目链接

思路

这道题最开始做的时候就不知道应该什么时候结束循环后来才明白原来题目说的无限循环指的是sum会重复出现这样才会无限循环那一看到这个出现二字很容易想到又要用哈希表了这里我们选择用HashSet避免重复

代码

class Solution {
    public boolean isHappy(int n) {
        Set<Integer> record = new HashSet<>();
      //n等于1 证明是快乐数
        while (n != 1 && !record.contains(n)) {//遇到重复的就退出 肯定不是快乐数
            record.add(n);
            n = getNextNumber(n);
        }
        return n == 1;
    }
 // 计算位数的和
    private int getNextNumber(int n) {
        int res = 0;
        while (n > 0) {
            int temp = n % 10;
            res += temp * temp;
            n = n / 10;
        }
        return res;
    }
}

两数之和

题目链接

思路

本质上还是找元素是否在集合中出现遍历数组那么target减去该元素的值就是我们要找的数如果集合中有那证明可以找到

因为题目要求返回下标用map是最合适的返回key即可

代码

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