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代码随想录算法训练营Day06 | 哈希表理论基础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

时间:2023-02-08 02:22:30浏览次数:58  
标签:map 202 哈希 nums int 元素 随想录 数组 两数

哈希表理论基础

参考: 代码随想录 (programmercarl.com)

242.有效的字母异位词

题目链接: 242. 有效的字母异位词 - 力扣(LeetCode)

题目

给定两个字符串 s 和 t ,编写一个函数来判断 t 是否是 s 的字母异位词。

注意: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。

 

示例 1:

输入: s = "anagram", t = "nagaram"
输出: true

示例 2:

输入: s = "rat", t = "car"
输出: false

思路

方法一:暴力法:两层for循环,同时记录字符是否重复出现 。时间复杂度: O(n^2)。

方法二:利用数组做一个简单的哈希表。因为这道题目中字符串只有小写字符,所以可以定义一个数组,通过数组来记录字符串s里字符出现的次数。

因为只有小写字母,所以数组大小为26 (a - z)就可以了,初始化为0。时间复杂度:O(m + n)

注意:

  • 可以通过该题感受一下 数组 用来做 哈希表 给我们带来的便利。
  • 常用的三种哈希表有数组、set和map,当哈希表比较小并且范围确定的时候,用数组;当哈希表范围比较大而且不确定的时候,用set;当有key-value的映射关系的时候,用map。
  • 数组就是简单的哈希表,但是数组的大小可不是无限开辟的。

代码

 1 lass Solution {
 2     public boolean isAnagram(String s, String t) {
 3         int[] record = new int[26];
 4 
 5         for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
 6             record[s.charAt(i) - 'a']++;    
 7         }
 8 
 9         for (int i = 0; i < t.length(); i++) {
10             record[t.charAt(i) - 'a']--;
11         }
12         
13         for (int count: record) {
14             // 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。
15             if (count != 0) {               
16                 return false;
17             }
18         }
19         // 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
20         return true;
21     }
22 }

349. 两个数组的交集

题目链接: 349. 两个数组的交集 - 力扣(LeetCode)

题目

给定两个数组 nums1 和 nums2 ,返回 它们的交集 。输出结果中的每个元素一定是 唯一 的。我们可以 不考虑输出结果的顺序 。

 

示例 1:

输入:nums1 = [1,2,2,1], nums2 = [2,2]
输出:[2]

示例 2:

输入:nums1 = [4,9,5], nums2 = [9,4,9,8,4]
输出:[9,4]
解释:[4,9] 也是可通过的

思路

当我们遇到了要快速判断一个元素是否出现集合里的时候,就要考虑哈希法。由于该题没有限制数值的大小,就无法使用数组来做哈希表了。

而且如果哈希值比较少、特别分散、跨度非常大,使用数组就造成空间的极大浪费。所以选择set是最优解。

使用set的思路如下:

  1. 首先,定义一个Set变量 resSet ,存放之后要返回的结果,之所以用set是因为它可以帮我们自动去重;
  2. 遍历nums1中的元素并存放到另一个哈希表 set1 中(去重操作);
  3. 遍历nums2中的元素,然后在 set1 这个哈希表中是否包含该元素,如果包含的话,就把它存到 resSet 中去;
  4. 遍历结束之后,将resSet转换为数组返回

代码

 1 class Solution {
 2     public int[] intersection(int[] nums1, int[] nums2) {
 3         if (nums1 == null || nums1.length == 0 || nums2 == null || nums2.length == 0) {
 4             return new int[0];
 5         }
 6 
 7         Set<Integer> set1 = new HashSet<>();
 8         Set<Integer> resSet = new HashSet<>();
 9         // 遍历数组1
10         for(int i = 0;i < nums1.length;i++){
11             set1.add(nums1[i]);
12         }
13         // 遍历数组2的过程中判断哈希表中是否存在该元素
14         for(int i = 0;i < nums2.length;i++){
15             if(set1.contains(nums2[i])){
16                 resSet.add(nums2[i]);
17             }
18         }
19         // 将结果转换为数组返回,也可简写
20         // return resSet.stream().mapToInt(x -> x).toArray();
21         int[] ans = new int[resSet.size()];
22         int i = 0;
23         for(Integer num : resSet){
24             ans[i++] = num;
25         }
26         return ans;
27     }
28 }

202. 快乐数

题目链接: 202. 快乐数 - 力扣(LeetCode)

题目

编写一个算法来判断一个数 n 是不是快乐数。

「快乐数」 定义为:

  对于一个正整数,每一次将该数替换为它每个位置上的数字的平方和。
  然后重复这个过程直到这个数变为 1,也可能是 无限循环 但始终变不到 1。
  如果这个过程 结果为 1,那么这个数就是快乐数。
  如果 n 是 快乐数 就返回 true ;不是,则返回 false 。

 

示例 1:

输入:n = 19
输出:true
解释:
12 + 92 = 82
82 + 22 = 68
62 + 82 = 100
12 + 02 + 02 = 1


示例 2:

输入:n = 2
输出:false

思路

题目中说了会 无限循环,那么也就是说求和的过程中,sum会重复出现,这对解题很重要!

为什么会一定会重复出现?

先来看每位数最大的情况

位数 位数的最大值 下一个数
1 9 81
2 99 162
3 999 243
4 9999 324

例如,三位数的下一个值不可能大于243,这就意味着当哈希表的243个数全部占完时,必备下一次就会造成哈希冲突,也就是出现重复值。

题目给的例子最大值为2^31 = 2,147,483,648,而十位数中最大值为 9999999999,它的下一个数为 810,刚好三位数,所以一定会出现重复值。

当我们遇到了要快速判断一个元素是否出现集合里的时候,就要考虑哈希法了。

 

代码

 1 class Solution {
 2     public boolean isHappy(int n) {
 3         Set<Integer> record = new HashSet<>();
 4         while (n != 1 && !record.contains(n)) {
 5             record.add(n);
 6             n = getNextNumber(n);
 7         }
 8         return n == 1;
 9     }
10 
11     private int getNextNumber(int n) {
12         int res = 0;
13         while (n > 0) {
14             int temp = n % 10;
15             res += temp * temp;
16             n = n / 10;
17         }
18         return res;
19     }
20 }

1. 两数之和

题目链接: 1. 两数之和 - 力扣(LeetCode)

题目

给定一个整数数组 nums 和一个整数目标值 target,请你在该数组中找出 和为目标值 target  的那 两个 整数,并返回它们的数组下标。

你可以假设每种输入只会对应一个答案。但是,数组中同一个元素在答案里不能重复出现。

你可以按任意顺序返回答案。

 

示例 1:

输入:nums = [2,7,11,15], target = 9
输出:[0,1]
解释:因为 nums[0] + nums[1] == 9 ,返回 [0, 1] 。

示例 2:

输入:nums = [3,2,4], target = 6
输出:[1,2]

示例 3:

输入:nums = [3,3], target = 6
输出:[0,1]

思路

暴力法:两层for循环查找,时间复杂度: 是O(n^2)

哈希法: 使用一个集合来存放我们遍历过的元素,然后在遍历数组的时候去询问这个集合,某元素是否在该集合中。例如:遍历到第二个数,7的时候,我们需要查target-7=2,是否出现过。

重点

为什么会想到用哈希表 ?

当我们需要查询一个元素是否出现过,或者一个元素是否在集合里的时候,就要第一时间想到哈希法。

哈希表为什么用map?

因为我们不仅要知道元素有没有遍历过,还有知道这个元素对应的下标,需要使用 key-value结构来存放,key来存元素,value来存下标。

再来看一下使用数组和set来做哈希法的局限。

  • 数组的大小是受限制的,而且如果元素很少,而哈希值太大会造成内存空间的浪费。
  • set是一个集合,里面放的元素只能是一个key,而两数之和这道题目,不仅要判断y是否存在而且还要记录y的下标位置,因为要返回x 和 y的下标。所以set 也不能用。

本题map是用来存什么的?

map用来存放我们访问过的元素,因为遍历数组的时候,需要记录我们之前遍历过哪些元素和对应的下表,这样才能找到与当前元素相加等于 target 的数。

map中的key和value用来存什么的?

组中的元素作为key,有key对应的就是value,value用来存下标。

代码

 1 public int[] twoSum(int[] nums, int target) {
 2     int[] res = new int[2];
 3     if(nums == null || nums.length == 0){
 4         return res;
 5     }
 6     Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
 7     for(int i = 0; i < nums.length; i++){
 8         int temp = target - nums[i];   // 遍历当前元素,并在map中寻找是否有匹配的key
 9         if(map.containsKey(temp)){
10             res[1] = i;
11             res[0] = map.get(temp);
12             break;
13         }
14         map.put(nums[i], i);    // 如果没找到匹配对,就把访问过的元素和下标加入到map中
15     }
16     return res;
17 }

 

标签:map,202,哈希,nums,int,元素,随想录,数组,两数
From: https://www.cnblogs.com/xpp3/p/17100335.html

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