LeetCode——哈希表篇

文章目录

  • 前言
  • 一、242. 有效的字母异位词
    • 题解
    • 代码
  • 二、349. 两个数组的交集
    • 题解
    • 代码
  • 三、202. 快乐数
    • 题解
    • 代码
  • 四、1. 两数之和
    • 题解
    • 代码
  • 五、454. 四数相加 II
    • 题解
    • 代码
  • 六、383. 赎金信
    • 题解
    • 代码
  • 七、15. 三数之和
    • 题解
    • 代码
  • 八、18. 四数之和
    • 题解
    • 代码


前言

本文的例题都将通过python来实现,但是哈希表在python中的表示为字典形式。所以与其他语言还是有较大的冲突。在python中,其实有一个非常好用的类——defaultdict。具体用法见:
https://blog.csdn.net/yangsong95/article/details/82319675


一、242. 有效的字母异位词

LeetCode——哈希表篇_第1张图片

题解

数组其实也是一个特殊的哈希表,而且这道题目中字符串只有小写字符,那么就可以定义一个数组,来记录字符串s里字符出现的次数。数组的长度可以定为26,初始化为0,因为a到z的ASCII也是26个连续的值。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。

代码

'''
新建一个0-25数组,在遍历s的时候,相应位置加一,遍历t的时候,相应位置减一,
如果最后数组全为0,则返回True,否则返回false
'''

class Solution:
    def isAnagram(self, s: str, t: str) -> bool:
        res = [0]*26
        for i in range(len(s)):
            res[ord(s[i])-ord('a')] += 1 #ord()函数为python内置函数,可以求出ASCII码,此题只需要求出与a的相对距离就好了
        print(res)
        for j in range(len(t)):
            res[ord(t[j])-ord('a')] -= 1
        print(res)
        for k in range(len(res)):
            if res[k] != 0:
                return False
                break
            
        return True

下面这个写法没有使用数组作为哈希表,使用了上文提到的defaultdict

class Solution:
    def isAnagram(self, s: str, t: str) -> bool:
        from collections import defaultdict
        
        s_dict = defaultdict(int)
        t_dict = defaultdict(int)

        for x in s:
            s_dict[x] += 1
        
        for x in t:
            t_dict[x] += 1

        return s_dict == t_dict

二、349. 两个数组的交集

LeetCode——哈希表篇_第2张图片

题解

其实这个题目可以使用直接遍历的方式来暴力求解,但是时间复杂度太高,这里使用set来解决这个问题。
set和list其实有着本质的区别,set会去重,list不会

代码

代码很简单,因为经过set处理后,列表里的元素就没有重复的了

'''
其实这个题目可以通过遍历来实现,但是时间复杂度太高,可以用set来解决这个问题
set会去重
'''
class Solution:
    def intersection(self, nums1: List[int], nums2: List[int]) -> List[int]:
        return list(set(nums1) & set(nums2))

三、202. 快乐数

LeetCode——哈希表篇_第3张图片

题解

这个题需要理解什么是快乐数,其实只要搞明白,当一个数在计算过程中重复出现某一个结果的时候,这个数就必然不是快乐数了,因为已经陷入了无限循环中,如果最后的计算结果为一,那它就是快乐数。还有一点要求,理解对一个数分解的逻辑。

代码

'''
如果一个数重复出现,则说明进入了死循环,必不是快乐数

'''
class Solution:
    def isHappy(self, n: int) -> bool:
        #计算过程
        def cal_happy(num):
            sum = 0
            #从个位开始计算
            while num:
                sum += (num%10)**2
                num = num//10
            return sum
        #新建一个集合存储已经出现过的数
        record = set()

        while True:
            n = cal_happy(n)
            #如果n=1,,说明是快乐数
            if n == 1:
                return True
            #如果已经在集合中,则直接返回False
            if n in record:
                return False
            else:
                record.add(n)

四、1. 两数之和

LeetCode——哈希表篇_第4张图片

题解

这个题目给出了一个数组,但是在返回时要求返回下标。我们可以想一下,在Python中有什么存储结构可以同时存储两种互相对应的数据呢?没错,那就是字典。我们可以让key保存数值,value保存数值所在的下标。

代码

'''
使用字典,因为我们要存储值和下标
'''
class Solution:
    def twoSum(self, nums: List[int], target: int) -> List[int]:
        record = dict()
        #用枚举更方便,就不需要通过索引再去取当前位置的值
        for idx,val in enumerate(nums):
            if target-val not in record:
                record[val]=idx
            else:
                #如果存在就返回字典记录索引和当前索引
                return [record[target-val],idx]

五、454. 四数相加 II

LeetCode——哈希表篇_第5张图片

题解

首先先定义一个dict1,将num1和num2的和放入字典中,key为和,value为出现的次数
然后再定义一个dict2,判断num3和num4的和的相反数是否在dict2中,若存在就用count统计value

代码

'''
首先先定义一个dict1,将num1和num2的和放入字典中,key为和,value为出现的次数
然后再定义一个dict2,判断num3和num4的和的相反数是否在dict2中,若存在就用count统计value
'''
class Solution:
    def fourSumCount(self, nums1: List[int], nums2: List[int], nums3: List[int], nums4: List[int]) -> int:
        dict1 = dict()
        for i in nums1:
            for j in nums2:
                if i+j in dict1:
                    dict1[i+j] += 1
                else:
                    dict1[i+j] = 1
    
        count = 0
        for i in nums3:
            for j in nums4:
                key = -(i+j)
                if key in dict1:
                    count += dict1[key]
        return count

六、383. 赎金信

LeetCode——哈希表篇_第6张图片

题解

这道题目和242.有效的字母异位词很像,有效的字母异位词 (opens new window)相当于求字符串a 和 字符串b是否可以相互组成 ,而这道题目是求字符串a能否组成字符串b,而不用管字符串b能不能组成字符串a。

代码

'''这个题目其实和那个异位词的差不多'''

class Solution:
    def canConstruct(self, ransomNote: str, magazine: str) -> bool:
        record = [0]*26
        #首先遍历magazine,将出现的字母在与a的相对位置上加一
        for i in magazine:
            record[ord(i)-ord('a')] += 1
        #遍历ransomNote
        for i in ransomNote:
            #如果没有出现过,则一定返回false
            if record[ord(i)-ord('a')] == 0:
                return False
            else:
                record[ord(i)-ord('a')] -= 1
        
        return True

使用defaultdict

'''
这个题目其实和那个异位词的差不多,使用defaultdict()
'''

class Solution:
    def canConstruct(self, ransomNote: str, magazine: str) -> bool:
        from collections import defaultdict
        #记录每个字母出现的次数,key为字母,value为出现的次数
        hashmap = defaultdict(int)
        #出现一次就加一
        for x in magazine:
            hashmap[x] += 1
        
        for x in ransomNote:
            #获取x出现的次数
            val = hashmap.get(x)
            #如果ran中的字母在mag中没有出现过,或者已经被用完了,false
            if val is None or val ==0:
                return False
            #次数减一
            else:
                hashmap[x] -= 1

        return True

七、15. 三数之和

LeetCode——哈希表篇_第7张图片

题解

这道题我们采取双指针的方法,首先将数组排序(在做数组相关的题目中,如果没有思路,就先对数组进行排序),然后有一层for循环,i从下标为零的地方开始遍历,left=i+1,right在数组结束的位置上。

如果nums[i] + nums[left] + nums[right] > 0 就说明 此时三数之和大了,因为数组是排序后了,所以right下标就应该向左移动,这样才能让三数之和小一些。

如果 nums[i] + nums[left] + nums[right] < 0 说明 此时 三数之和小了,left 就向右移动,才能让三数之和大一些,直到left与right相遇为止。

代码

在代码中,有两个地方体现出了去重的操作,一定要举个例子自己手动实现一下,这样才可以更好的理解。在一开始时,我没有想到在第一个地方的去重,所以导致结果一直有个重复的。

'''
关于数组相关的题目,先考虑排序是否可以更好的处理
'''

class Solution:
    def threeSum(self, nums: List[int]) -> List[List[int]]:
        res = [] #返回数组
        nums = sorted(nums) #先排序

        for i in range(len(nums)):
            if nums[i]>0:
                return res
            left = i+1
            right = len(nums)-1
            #去重
            if i>0 and nums[i] == nums[i-1]:
                continue

            total = 0
            while left < right:
                total = nums[i]+nums[left]+nums[right]
                if total<0:
                    left += 1
                elif total>0:
                    right -= 1
                else:
                    res.append([nums[i],nums[left],nums[right]])
                    #去重
                    while left<right and nums[left]==nums[left+1]: 
                        left+=1
                    while left<right and nums[right]==nums[right-1]: 
                        right-=1
                    left += 1
                    right -= 1

        return res

八、18. 四数之和

LeetCode——哈希表篇_第8张图片

题解

这个题目和三数之和没有什么区别,只是在三数之和的基础上再多加一层循环,其实就类似于三指针。

代码

class Solution:
    def fourSum(self, nums: List[int], target: int) -> List[List[int]]:
        nums.sort()
        n = len(nums)
        res = []
        for i in range(n):
            if i > 0 and nums[i] == nums[i - 1]: continue
            for k in range(i+1, n):
                if k > i + 1 and nums[k] == nums[k-1]: continue
                p = k + 1
                q = n - 1

                while p < q:
                    if nums[i] + nums[k] + nums[p] + nums[q] > target: q -= 1
                    elif nums[i] + nums[k] + nums[p] + nums[q] < target: p += 1
                    else:
                        res.append([nums[i], nums[k], nums[p], nums[q]])
                        while p < q and nums[p] == nums[p + 1]: p += 1
                        while p < q and nums[q] == nums[q - 1]: q -= 1
                        p += 1
                        q -= 1
        return res

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