LeeCode哈希问题（二）
LeeCode 454: 四数相加II
题目描述
给你四个整数数组
nums1、nums2、nums3和nums4，数组长度均为n，请你计算有多少个元组 (i, j, k, l) 能满足：
- \(0 \le i, j, k, l < n\)
- \(nums[i] + nums[j] + nums[k] + nums[l] == 0\)
标签：数组，哈希
时间复杂度：\(O(N^2)\)
建立模型
- 使用一个哈希表保存
nums1和nums2出现的两数之和以及次数 - 计算
nums3和nums4的两数之和，并在哈希表中寻找nums3和nums4和的相反数 - 统计步骤二中找到的次数
代码实现
# Python3 实现
def solution(self, nums1: List[int], nums2: List[int], nums3: List[int], nums4: List[int]) -> int:
dict = {}
for i in nums1:
for j in nums2:
dict[i + j] = dict.get(i + j, 0) + 1
res = 0
for k in nums3:
for l in nums4:
if -(k + l) in dict:
res += dict.get(-(k + l))
return res
// Java 实现
public int fourSumCount(int[] nums1, int[] nums2, int[] nums3, int[] nums4) {
Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
for (int i : nums1) {
for (int j : nums2) {
map.put(i + j, map.getOrDefault(i + j, 0) + 1);
}
}
int res = 0;
for (int k : nums3) {
for (int l : nums4) {
if (map.containsKey(-(k + l))) {
res += map.get(-(k + l));
}
}
}
return res;
}
LeeCode 383: 赎金信
题目描述
给你两个字符串：
ransomNote和magazine，判断ransomNote能不能由magazine里面的字符构成。如果可以则返回
true，否则返回false。magazine中的每个字符只能在ransomNote中使用一次。
标签：字符串，哈希
时间复杂度：O(N)
建立模型
- 遍历
magezine统计出现的字符及次数，并保存在哈希表中 - 遍历
ransonNote字符串，每个字符出现一次，则将哈希表中对应次数减1 - 若哈希表出现某个字符数小于0，则说明不能由
magazine构成，返回false - 若遍历完成未出现步骤3的情况，则返回
true
代码实现
# Python3 实现
def canConstruct(self, ransomNote: str, magazine: str) -> bool:
dict = {}
for ch in magazine:
dict[ch] = dict.get(ch, 0) + 1
for ch in ransomNote:
dict[ch] = dict.get(ch, 0) - 1
if dict[ch] < 0:
return False
return True
// Java 实现
public boolean canConstruct(String ransomNote, String magazine) {
Map<Character, Integer> map = new HashMap<>();
for (char ch : magazine.toCharArray()) {
map.put(ch, map.getOrDefault(ch, 0) + 1);
}
for (char ch : ransomNote.toCharArray()) {
map.put(ch, map.getOrDefault(ch, 0) - 1);
if (map.get(ch) < 0) {
return false;
}
}
return true;
}
LeeCode 15: 三数之和
题目描述
给你一个包含
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 \(a + b + c = 0\)？请你找出所有和为 0 且不重复的三元组。
标签：数组，双指针，排序
时间复杂度：\(O(N^2)\)
建立模型
- 对 nums 数组做升序重排
- 如果数组的长度小于3 或 重排后第一个数大于0，则直接返回空数组
- 循环遍历数组中的元素(index)，使其为3元组的第1个数
- 则第2个数(left)设为 index + 1，第3个数(right)设为 len(nums) - 1
- 若 \(index + left + right < 0 \Rightarrow left += 1\)
- 若 \(index + left + rigght > 0 \Rightarrow right -= 1\)
- 若 \(index + left + right == 0 \Rightarrow\) 该3元组为其中一个解
如何去除重复三元组
- 对于三元组的第一个数，\(nums[index] == nums[index - 1] \rightarrow continue\)
- 对于三元组的第二个数，\(nums[left] == nums[left + 1] \rightarrow left += 1\)
- 对于三元组的第三个数，\(nums[right] == nums[right - 1] \rightarrow right -= 1\)
代码实现
# Python3 实现
def threeSum(self, nums: List[int]) -> List[List[int]]:
res = []
nums.sort()
if len(nums) < 3 or nums[0] > 0:
return res
for index in range(len(nums)):
if index > 0 and nums[index] == nums[index - 1]:
continue
temp, left, right = nums[temp], index + 1, len(nums) - 1
if temp + nums[left] + nums[right] < 0:
left += 1
elif temp + nums[left] + nums[right] > 0:
right -= 1
else:
res.append([temp, nums[left], nums[right]])
while left < right and nums[left] == nums[left + 1]:
ledt += 1
while left < right and nums[right] == nums[right - 1]:
right -= 1
left += 1
right -= 1
return res
// Java 实现
public List[List[Integer]] threeSum(int[] nums) {
Arrays.sort(nums);
if (nums.length < 3 || nums[0] > 0) {
return new ArrayList<>();
}
List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1])
continue;
int temp = nums[i];
int left = i + 1, right = nums.length - 1;
while (left < right) {
if (temp + nums[left] + nums[right] < 0) {
left += 1;
}
else if (temp + nums[left] + nums[right] > 0) {
right -= 1;
}
else {
List<Integer> list = new ArrayList<>();
list.add(temp);
list.add(nums[left]);
list.add(nums[right]);
res.add(new ArrayList<>(list));
while (left < right && nums[left] == nums[left + 1])
left += 1;
while (left < right && nums[right] == nums[right - 1])
right -= 1;
left += 1;
right -= 1;
}
}
}
return res;
}
LeeCode 18: 四数之和
题目描述
给你一个由
n个整数组成的数组nums，和一个目标值target。请你找出并返回满足下述全部条件且不重复的四元组[nums[a], nums[b], nums[c], nums[d]]:
- \(0 \le a, b, c, d < n\)
- \(a, b, c, d\)互不相同
- \(nums[a] + nums[b] + nums[c] + nums[d] == target\)
核心思想：该题的思路和三数之和完全一致，只是在外面多嵌套一层循环，所有时间复杂度是\(O(N^3)\)
代码实现
# Python3 实现
def solution(self, nums: List[int], target: int) -> List[List[int]]:
res = []
if len(nums) < 4:
return res
nums.sort()
for i in range(len(nums)):
if i > 0 and nums[i] == nums[i - 1]:
continue
if 4 * nums[i] > target:
continue
for j in range(i + 1, len(nums)):
if j > i + 1 and nums[j] == nums[j - 1]:
continue
if nums[i] + 3 * nums[j] > target:
break
left, right = j + 1, len(nums) - 1
while left < right:
if nums[i] + nums[j] + nums[left] + nums[right] < target:
left += 1
elif nums[i] + nums[j] + nums[left] + nums[right] > target:
right -= 1
else:
res.append([nums[i], nums[j], nums[left], nums[right]])
while left < right and nums[left] == nums[left + 1]:
left += 1
while left < right and nums[right] == nums[right - 1]:
right -= 1
left, right = left + 1, right - 1
return res
