HOT100 49.字母异位词分组

给你一个字符串数组，请你将 字母异位词 组合在一起。可以按任意顺序返回结果列表。

字母异位词 是由重新排列源单词的所有字母得到的一个新单词。

示例 1:

输入: strs = ["eat", "tea", "tan", "ate", "nat", "bat"]
输出: [["bat"],["nat","tan"],["ate","eat","tea"]]

示例 2:

输入: strs = [""]
输出: [[""]]

示例 3:

输入: strs = ["a"]
输出: [["a"]]

提示：

• 1 <= strs.length <= 104
• 0 <= strs[i].length <= 100
• strs[i] 仅包含小写字母

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整体思路

字母异位词的字符重新排列后完全相同。例如，"eat" 和 "tea" 排序后都是 "aet"。我们可以利用这一特性：

1. 排序后的字符串作为键 ：将每个字符串排序后得到一个键。
2. 哈希表分组 ：用哈希表存储所有字符串，键是排序后的字符串，值是原始字符串的列表。

这样，所有字母异位词会被归到同一个键下，最终直接返回哈希表的值列表即可。

代码步骤分解

1. 初始化哈希表

Map<String, List<String>> map = new HashMap<>();

• 作用 ：创建一个哈希表，键是排序后的字符串，值是原始字符串的列表。
• 关键点 ：HashMap<String, List<String>> 表示键是 String，值是 List<String> 类型。

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2. 遍历每个字符串

for (String str : strs) {

// 处理每个字符串

}

• 作用 ：遍历输入的字符串数组 strs 中的每一个字符串 str。
• 语法 ：这是 Java 的增强型 for 循环，等价于 for (int i = 0; i < strs.length; i++) { String str = strs[i]; ... }。

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3. 字符串转换为字符数组并排序

char[] array = str.toCharArray();

Arrays.sort(array);

• 作用 ：将字符串转为字符数组并排序。
• 关键函数 ：
  • str.toCharArray()：将字符串转为 char[]。例如，"eat" → ['e', 'a', 't']。
  • Arrays.sort(array)：对字符数组排序。例如，['e','a','t'] → ['a','e','t']。

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4. 生成哈希表的键

String key = new String(array);

• 作用 ：将排序后的字符数组转回字符串，作为哈希表的键。
• 示例 ：排序后的 ['a','e','t'] → "aet"。

5. 更新哈希表

List<String> list = map.getOrDefault(key, new ArrayList<>());

list.add(str);

map.put(key, list);

• 作用 ：将当前字符串添加到对应的分组列表中。
• 关键函数 ：
  • map.getOrDefault(key, new ArrayList<>())：
    • 如果键 key 存在，返回对应的列表。
    • 如果键不存在，返回一个空的 ArrayList。
  • list.add(str)：将当前字符串添加到列表。
  • map.put(key, list)：将更新后的列表存回哈希表。

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6. 返回结果

return new ArrayList<>(map.values());

• 作用 ：将哈希表中的所有值（分组列表）转换为一个 ArrayList。
• 关键点 ：map.values() 返回所有分组的列表集合，new ArrayList<>() 将其转为列表的列表。

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示例模拟

输入：["eat", "tea", "tan", "ate", "nat", "bat"]

原始字符串	排序后的键	哈希表操作
"eat"	"aet"	添加到键 "aet" 的列表 → ["eat"]
"tea"	"aet"	添加到键 "aet" 的列表 → ["eat", "tea"]
"tan"	"ant"	添加到键 "ant" 的列表 → ["tan"]
"ate"	"aet"	添加到键 "aet" 的列表 → ["eat", "tea", "ate"]
"nat"	"ant"	添加到键 "ant" 的列表 → ["tan", "nat"]
"bat"	"abt"	添加到键 "abt" 的列表 → ["bat"]

最终结果：[["eat", "tea", "ate"], ["tan", "nat"], ["bat"]]

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关键函数总结

函数/语法	作用	示例
toCharArray()	字符串转字符数组	"eat" → ['e','a','t']
Arrays.sort()	对数组排序	['e','a','t'] → ['a','e','t']
new String(char[])	字符数组转字符串	['a','e','t'] → "aet"
map.getOrDefault()	安全获取键值，避免空指针	map.getOrDefault("aet", new ArrayList<>())
map.values()	获取哈希表中所有值的集合	返回所有分组的列表

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时间复杂度分析

• 排序时间 ：每个字符串排序耗时 O(klogk)，其中 k 是字符串长度。
• 总时间复杂度 ：O(n⋅klogk)，其中 n 是字符串数量。

class Solution {
    public List<List<String>> groupAnagrams(String[] strs) {
        Map<String, List<String>> map = new HashMap<String, List<String>>();
        for (String str : strs) {
            char[] array = str.toCharArray();
            Arrays.sort(array);
            String key = new String(array);
            List<String> list = map.getOrDefault(key, new ArrayList<String>());
            list.add(str);
            map.put(key, list);
        }
        return new ArrayList<List<String>>(map.values());
    }
}