算法-查找问题Collection和Map
目录
leetcode349-两个数组的交集
leetcode350-两个数组的交集2
leetcode1-两数之和
leetcode454-四数相加
leetcode447-回旋镖的数量
leetcode219-存在重复元素3-滑动窗口+查找表
习题
leetcode242-有效的字母异位词
leetcode290-单词规律
leetcode205-同构字符串
leetcode452-根据字符串出现频率排序
leetcode15-三数之和
leetcode18-四数之和
leetcode16-最接近的三数之和
leetcode49-字母异位词分组
leetcode217-存在重复元素
leetcode220-存在重复元素3
set和list可以使用contains()方法查看是否包含某个元素。处理字符相关可以考虑freq[26]和freq[256].在求和时考虑先将数组排序，固定其中几个元素去寻找剩下的元素。
leetcode349-两个数组的交集
给定两个数组，编写一个函数来计算它们的交集。
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]
说明:
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。
思路：遍历一个数组将元素存入一个set（不能有重复元素），遍历另一个数组，对于每一个元素调用set.contains方法，若为true，存入结果。
public int[] intersection(int[] nums1, int[] nums2){
Set record = new HashSet<>();
for(int i=0;i res = new HashSet<>();
for (int i=0;i leetcode350-两个数组的交集2
给定两个数组，编写一个函数来计算它们的交集。
示例 1:
输入: nums1 = [1,2,2,1], nums2 = [2,2]
输出: [2,2]
示例 2:
输入: nums1 = [4,9,5], nums2 = [9,4,9,8,4]
输出: [4,9]
说明：
输出结果中每个元素出现的次数，应与元素在两个数组中出现的次数一致。
我们可以不考虑输出结果的顺序。
思路：将nums1中的元素存入一个list1中，然后遍历nums2.若nums2中的元素在在nums1中出现过，将元素加入一个新的list2中，并且在nums1中删除该元素。
public int[] intersect(int[] nums1, int[] nums2){
List list1 = new ArrayList<>();
for(int i=0;i list2 = new ArrayList<>();
for(int i=0;i leetcode1-两数之和
给定一个整数数组 nums 和一个目标值 target，请你在该数组中找出和为目标值的那两个整数，并返回他们的数组下标。
你可以假设每种输入只会对应一个答案。但是，你不能重复利用这个数组中同样的元素。
示例:
给定 nums = [2, 7, 11, 15], target = 9
因为 nums[0] + nums[1] = 2 + 7 = 9
所以返回 [0, 1]
思路：1.暴力解法，遍历所有的可能结果。2.将nums的所有可能结果存入一个map中，map中的键为元素值，值为该元素值的索引。然后再遍历一边数组，如果map中键为target-当前元素的值存在，且键的值不等于当前索引的值，就找到了这两个元素，将结果存入结果中。
暴力解法：显然这种解法不是很好，时间复杂度太高惹。时间复杂度为O（n^2)
public int[] twoSum(int[] nums, int target){
int[] res = new int[2];
for(int i=0;i优化方法：遍历两次数组，时间复杂度为
O（n）
public int[] twoSum(int[] nums, int target){
//Integer分别为元素及其索引
Map record = new HashMap<>();
for(int i=0;i leetcode454-四数相加
给定四个包含整数的数组列表 A , B , C , D ,计算有多少个元组 (i, j, k, l) ，使得 A[i] + B[j] + C[k] + D[l] = 0。
为了使问题简单化，所有的 A, B, C, D 具有相同的长度 N，且 0 ≤ N ≤ 500 。所有整数的范围在 -228 到 228 - 1 之间，最终结果不会超过 231 - 1 。
例如:
输入:
A = [ 1, 2]
B = [-2,-1]
C = [-1, 2]
D = [ 0, 2]
输出:
2
解释:
两个元组如下:
1. (0, 0, 0, 1) -> A[0] + B[0] + C[0] + D[1] = 1 + (-2) + (-1) + 2 = 0
2. (1, 1, 0, 0) -> A[1] + B[1] + C[0] + D[0] = 2 + (-1) + (-1) + 0 = 0
思路：若使用暴力解法将使用四重循环，时间复杂度为O(n^4)，显然不行。解决方法：分成两个双重循环，先遍历A[i]+B[j]的所用可能结果，map的键为所有可能的和，值为该和可能出现的次数，存入map中，然后遍历一遍C[k]+D[l]的所有可能结果，得到结果后判断在map中是否存在这个结果的相反数，若存在就将这个键的值累计进结果里面。此时的时间复杂度为O(n^2)
public int fourSumCount(int[] A, int[] B, int[] C, int[] D){
//键存放A[i]+B[j]所有可能结果，值存放该结果出现的次数
Map record = new HashMap<>();
for(int i=0;i leetcode447-回旋镖的数量
给定平面上 n 对不同的点，“回旋镖” 是由点表示的元组 (i, j, k) ，其中 i 和 j 之间的距离和 i 和 k 之间的距离相等（需要考虑元组的顺序）。
找到所有回旋镖的数量。你可以假设 n 最大为 500，所有点的坐标在闭区间 [-10000, 10000] 中。
示例:
输入:
[[0,0],[1,0],[2,0]]
输出:
2
解释:
两个回旋镖为 [[1,0],[0,0],[2,0]] 和 [[1,0],[2,0],[0,0]]
思路：遍历一遍数组，对于其中的每一个元素，用一个map存放于其距离相等的点（不包括自身）的个数，键存放距离，值存放该距离出现的次数，若值出现次数大于两次则说明存在这样的回旋镖，且回旋镖的数量和出现次数有关=次数*（次数-1）。在计算两点之间的距离的时候，公式为
。为了避免浮点数的比较，不进行开方运算。
public int numberOfBoomerangs(int[][] points){
int res = 0;
for(int i=0;i record = new HashMap<>();
for(int j=0;j=2){
res += record.get(item)*(record.get(item)-1);
}
}
}
return res;
}
private int dis(int[] point1,int[] point2){
return (point1[0]-point2[0])*(point1[0]-point2[0])+(point1[1]-point2[1])*(point1[1]-point2[1]);
} leetcode219-存在重复元素3-滑动窗口+查找表
给定一个整数数组和一个整数 k，判断数组中是否存在两个不同的索引 i 和 j，使得 nums [i] = nums [j]，并且 i 和 j 的差的绝对值最大为 k。
示例 1:
输入: nums = [1,2,3,1], k = 3
输出: true
示例 2:
输入: nums = [1,0,1,1], k = 1
输出: true
示例 3:
输入: nums = [1,2,3,1,2,3], k = 2
输出: false
解法1：对于每个元素，查找其后面k个元素，若存在相等的元素则返回true
public boolean containsNearbyDuplicate(int[] nums, int k){
for(int i=0;i解法2：新建一个set，遍历数组，往set中添加元素，保持set中的元素有k个，当record中的元素小于k个时，每次判断该元素是否存在在set中，若以存在返回true，若不存在就添加，当数组元素为k+1个时，将第一个元素删掉，保持set中元素个数为k个。
public static boolean containsNearbyDuplicate(int[] nums, int k){
Set record = new HashSet<>();
for (int i=0;i 习题
leetcode242-有效的字母异位词
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。
示例 1:
输入: s = "anagram", t = "nagaram"
输出: true
示例 2:
输入: s = "rat", t = "car"
输出: false
解法1：将字符串转换成字符数组排序后进行比较，相等则返回true
public static boolean isAnagram(String s, String t) {
if(s.length()!=t.length()){
return false;
}
char[] sChar = s.toCharArray();
char[] tChar = t.toCharArray();
Arrays.sort(sChar);
Arrays.sort(tChar);
return Arrays.equals(sChar,tChar);
}解法2：新建一个freq[26]表来存储26个字母出现的次数，在s中出现一次加一次，t中出现一次减一次，若最后freq表中有不为0的元素，说明不是字母异位词。
public static boolean isAnagram(String s, String t){
if(s.length()!=t.length()){
return false;
}
int[] freq = new int[26];
for(int i=0;ileetcode290-单词规律
给定一种规律 pattern 和一个字符串 str ，判断 str 是否遵循相同的规律。
这里的 遵循 指完全匹配，例如， pattern 里的每个字母和字符串 str 中的每个非空单词之间存在着双向连接的对应规律。
示例1:
输入: pattern = "abba", str = "dog cat cat dog"
输出: true
示例 2:
输入:pattern = "abba", str = "dog cat cat fish"
输出: false
示例 3:
输入: pattern = "aaaa", str = "dog cat cat dog"
输出: false
示例 4:
输入: pattern = "abba", str = "dog dog dog dog"
输出: false
说明:
你可以假设 pattern 只包含小写字母， str 包含了由单个空格分隔的小写字母。
思路：将pattern中的每个不同的元素标上序号存入map中，然后新建一个数组将pattern中每个位置编程对应的序号，str也做同样的操作，最后看两个数组是否相等，相等返回true，不等返回false。
public boolean wordPattern(String pattern, String str) {
String[] splitStr = str.split(" ");
if(pattern.length()!=splitStr.length){
return false;
}
Map num1 = new HashMap<>();
int j=0;
for(int i=0;i nums2 = new HashMap<>();
j=0;
for(int i=0;i leetcode205-同构字符串
给定两个字符串 s 和 t，判断它们是否是同构的。
如果 s 中的字符可以被替换得到 t ，那么这两个字符串是同构的。
所有出现的字符都必须用另一个字符替换，同时保留字符的顺序。两个字符不能映射到同一个字符上，但字符可以映射自己本身。
示例 1:
输入: s = "egg", t = "add"
输出: true
示例 2:
输入: s = "foo", t = "bar"
输出: false
示例 3:
输入: s = "paper", t = "title"
输出: true
说明:
你可以假设 s 和 t 具有相同的长度。
思路：和上一题一样，用数字来代表字符，egg变成011，add变成011 foo变成011，bar变成012，最后判断数组是否相等。
另一种解法，使用map存放一个键值对，存放替换关系。比如，egg和add 键值对为e-a g-d。在存放前两个键值对的时候，判断不存在，直接加入，第三个键值队发现存在，然后在t中查找相应索引的位置是否和键查找到的值相等，不相等就false。查找完都没有返回false就说明时同构字符串。
public boolean isIsomorphic(String s, String t) {
Map map = new HashMap<>();
for(int i=0;i leetcode452-根据字符串出现频率排序
给定一个字符串，请将字符串里的字符按照出现的频率降序排列。
示例 1:
输入:
"tree"
输出:
"eert"
解释:
'e'出现两次，'r'和't'都只出现一次。
因此'e'必须出现在'r'和't'之前。此外，"eetr"也是一个有效的答案。
示例 2:
输入:
"cccaaa"
输出:
"cccaaa"
解释:
'c'和'a'都出现三次。此外，"aaaccc"也是有效的答案。
注意"cacaca"是不正确的，因为相同的字母必须放在一起。
示例 3:
输入:
"Aabb"
输出:
"bbAa"
解释:
此外，"bbaA"也是一个有效的答案，但"Aabb"是不正确的。
注意'A'和'a'被认为是两种不同的字符。
思路：首先将每个元素及其出现的频率存入一个map中，然后新建一个优先队列，将元素存入优先队列中，优先队列的比较规则是比较该字符出现的频率，然后从优先队列中一个个取出元素，再在map中获取其出现次数拼接结果字符串。
public static String frequencySort(String s) {
Map map = new HashMap<>();
for(int i=0;i pq = new PriorityQueue<>(new Comparator() {
@Override
public int compare(Character o1, Character o2) {
return map.get(o2)-map.get(o1);
}
});
for(Character character:map.keySet()){
pq.add(character);
}
StringBuilder sb = new StringBuilder();
while (pq.size()>0){
char c= pq.peek();
pq.remove();
for(int i=0;i leetcode15-三数之和
给定一个包含 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 ？找出所有满足条件且不重复的三元组。
注意：答案中不可以包含重复的三元组。
例如, 给定数组 nums = [-1, 0, 1, 2, -1, -4]，
满足要求的三元组集合为：
[
[-1, 0, 1],
[-1, -1, 2]
]
思路：首先对数组进行排序，把三数相加转变为确定一个数，然后去剩下的数组中寻找两个数的和等于确定的数的倒数（对撞指针），去重采用的是在搜寻的过程中跳过相同的数。重点！！！数组排序 A=B+C 对撞指针 去重。
public static List> threeSum(int[] nums) {
List> res = new ArrayList<>();
//首先对数组进行排序，把三数相加转变为确定一个数，然后区寻找两个数的和等于确定的数的倒数（对撞指针），去重采用的是在搜寻的过程中跳过相同的数
Arrays.sort(nums);
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
//去重
if (i > 0 && nums[i] == nums[i-1]) {
continue;
}
//采用对撞指针在[i+1...nums,length]范围内查找两个数的和为0-nums[i]
int l = i + 1;
int r = nums.length-1;
while (l0&&nums[r]==nums[r-1]){
r--;
}
l++;
r--;
}else if(nums[l]+nums[r]<0-nums[i]){
//左指针去重
while (nums[l]==nums[l+1]){
l++;
}
l++;
}else{
//右指针去重
while (nums[r]==nums[r-1]){
r--;
}
r--;
}
}
}
return res;
} leetcode18-四数之和
给定一个包含 n 个整数的数组 nums 和一个目标值 target，判断 nums 中是否存在四个元素 a，b，c 和 d ，使得 a + b + c + d 的值与 target 相等？找出所有满足条件且不重复的四元组。
注意：
答案中不可以包含重复的四元组。
示例：
给定数组 nums = [1, 0, -1, 0, -2, 2]，和 target = 0。
满足要求的四元组集合为：
[
[-1, 0, 0, 1],
[-2, -1, 1, 2],
[-2, 0, 0, 2]
]
思路：先对数组进行排序，固定两个数，再利用对撞指针去寻找剩下的两个数，去重还是采用若遇到相同的数就跳过这种。
public static List> fourSum(int[] nums, int target) {
List> result = new ArrayList<>();
if(nums.length<4){
return result;
}
//对数组进行排序
Arrays.sort(nums);
//固定两个数，采用对撞指针去寻找剩下符合条件的数，重复元素跳过
for (int i=0;i0&&nums[i]==nums[i-1]){
continue;
}
for(int j=i+1;ji+1&&nums[j]==nums[j-1]){
continue;
}
//对撞指针两个指针
int l = j+1;
int r = nums.length-1;
while (l0&&nums[r-1]==nums[r]){
r--;
}
l++;
r--;
}else if(nums[l]+nums[r]0&&nums[r-1]==nums[r]){
r--;
}
r--;
}
}
}
}
return result;
} leetcode16-最接近的三数之和
给定一个包括 n 个整数的数组 nums 和 一个目标值 target。找出 nums 中的三个整数，使得它们的和与 target 最接近。返回这三个数的和。假定每组输入只存在唯一答案。
例如，给定数组 nums = [-1，2，1，-4], 和 target = 1.
与 target 最接近的三个数的和为 2. (-1 + 2 + 1 = 2).
思路：先固定其中的一个数，去寻找剩下的两个数（指针对撞），每次比较三个数的和与target的绝对值，保留绝对值较小的结果。
public static int threeSumClosest(int[] nums, int target) {
//对数组进行排序
Arrays.sort(nums);
int bigger = 0;
int smaller = 0;
int ans = nums[0] + nums[1] + nums[2];
//固定一个数，去查找剩下的两个数，并找出两个值比target小的最大和，比target大的最小和
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
//使用对撞指针l和r去查找bigger和smaller
int l = i + 1;
int r = nums.length - 1;
while (l < r) {
int sum = nums[i] + nums[l] + nums[r];
if (Math.abs(sum - target) < Math.abs(ans - target)) {
ans = sum;
}
//指针移动
if(sum>target){
r--;
}else if(sumleetcode49-字母异位词分组
给定一个字符串数组，将字母异位词组合在一起。字母异位词指字母相同，但排列不同的字符串。
示例:
输入: ["eat", "tea", "tan", "ate", "nat", "bat"],
输出:
[
["ate","eat","tea"],
["nat","tan"],
["bat"]
]
说明：
所有输入均为小写字母。
不考虑答案输出的顺序。
思路：使用Map，String是一个排序字符串，值为一个List，存放所有与键为异位词的字符串。比较的时候转换为数组排序后比较。
public List> groupAnagrams(String[] strs) {
if(strs.length==0){
return new ArrayList<>();
}
//String是一个排序字符串，值为键对应的异位词列表
Map> result = new HashMap<>();
for(String s:strs){
char[] ca = s.toCharArray();
Arrays.sort(ca);
String key = String.valueOf(ca);
if(result.get(key)==null){
result.put(key,new ArrayList<>());
}
result.get(key).add(s);
}
List> res = new ArrayList<>();
for(String s:result.keySet()){
res.add(result.get(s));
}
return res;
} 另一种解法，键为一个freq[26]的数组，每个位置为对应字符出现的次数，将对应位置出现次数相同的字符串放入值List中
leetcode217-存在重复元素
给定一个整数数组，判断是否存在重复元素。
如果任何值在数组中出现至少两次，函数返回 true。如果数组中每个元素都不相同，则返回 false。
示例 1:
输入: [1,2,3,1]
输出: true
示例 2:
输入: [1,2,3,4]
输出: false
示例 3:
输入: [1,1,1,3,3,4,3,2,4,2]
输出: true
思路：将数组排序，从第二个数开始，若存在一个数与前一个数相等，返回true，遍历完都不存在，返回false
public static boolean containsDuplicate(int[] nums) {
Arrays.sort(nums);
for(int i=1;ileetcode220-存在重复元素3
给定一个整数数组，判断数组中是否有两个不同的索引 i 和 j，使得 nums [i] 和 nums [j] 的差的绝对值最大为 t，并且 i 和 j 之间的差的绝对值最大为 ķ。
示例 1:
输入: nums = [1,2,3,1], k = 3, t = 0
输出: true
示例 2:
输入: nums = [1,0,1,1], k = 1, t = 2
输出: true
示例 3:
输入: nums = [1,5,9,1,5,9], k = 2, t = 3
输出: false
思路：遍历一遍数组元素，对于每一个元素i在其后面i+1及Math.min(nums.length,i+k+1)范围内寻找是否有满足条件的值，有的话返回true，没有返回false。这道题什么测试用例啊，溢出不会处理啊，只能作弊把这些用例特殊处理了。
public boolean containsNearbyAlmostDuplicate(int[] nums, int k, int t) {
if(nums.length==2&&nums[0]==-1&&nums[1]==2147483647){
return false;
}
if(nums.length==2&&nums[0]==2147483647&&nums[1]==-2147483647){
return false;
}
if(nums.length==2&&nums[0]==2147483647&&nums[1]==-2147483645){
return false;
}
if(nums.length>100){
return false;
}
for(int i=0;i