LeetCode ACM模式——哈希表篇（二）

刷题顺序及思路来源于代码随想录，网站地址：https://programmercarl.com

202. 快乐数 

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 。

输入：n = 19
输出：true
解释：
1^2 + 9^2 = 82
8^2 + 2^2 = 68
6^2 + 8^2 = 100
1^2 + 0^2 + 0^2 = 1

import java.util.HashSet;
import java.util.Scanner;
import java.util.Set;

/**
 * @author light
 * @Description 快乐数
 * 编写一个算法来判断一个数 n 是不是快乐数。
 *
 * (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！
 * @create 2023-08-02 11:30
 */
public class IsHappyTest {
	public static void main(String[] args) {
		Scanner input=new Scanner(System.in);
		int n=input.nextInt();
		boolean res=isHappy(n);
		System.out.println(res);

	}
	public static boolean isHappy(int n) {
		Set set=new HashSet<>();
		while(n!=1&&!set.contains(n)){
			set.add(n);
			n=getNextNum(n);
		}
		return n==1;
	}

	private static int getNextNum(int n) {
		int sum=0;
		int temp;
		while(n!=0){
			temp=n%10;
			sum+=temp*temp;
			n=n/10;
		}
		return sum;
	}
}

1. 两数之和

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。

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] 。

import java.util.Arrays;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Scanner;

/**
 * @author light
 * @Description 两数之和
 *
 * 什么时候使用哈希法：需要查询一个元素是否出现过，或一个元素是否在集合里的时候，需要考虑哈希法
 * @create 2023-08-02 11:58
 */
public class TwoSumTest {
	public static void main(String[] args) {
		Scanner input=new Scanner(System.in);
		int n=input.nextInt();
		int[] nums=new int[n];
		for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
			nums[i]=input.nextInt();
		}
		int target=input.nextInt();
		int[] res=twoSum(nums,target);
		System.out.println(Arrays.toString(res));

	}
	public static int[] twoSum(int[] nums, int target) {
		Map map=new HashMap<>();
		int[] res=new int[2];
		int temp;
		for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
			temp=target-nums[i];
			if(map.containsKey(temp)){
				res[0]=i;
				res[1]=map.get(temp);
			}
			//key:数组元素值；value：数组元素下标
			map.put(nums[i],i);
		}
		return res;
	}
}

454. 四数相加 II

给你四个整数数组 nums1、nums2、nums3 和 nums4 ，数组长度都是 n ，请你计算有多少个元组 (i, j, k, l) 能满足：

• 0 <= i, j, k, l < n
• nums1[i] + nums2[j] + nums3[k] + nums4[l] == 0

输入：nums1 = [1,2], nums2 = [-2,-1], nums3 = [-1,2], nums4 = [0,2]
输出：2
解释：
两个元组如下：
1. (0, 0, 0, 1) -> nums1[0] + nums2[0] + nums3[0] + nums4[1] = 1 + (-2) + (-1) + 2 = 0
2. (1, 1, 0, 0) -> nums1[1] + nums2[1] + nums3[0] + nums4[0] = 2 + (-1) + (-1) + 0 = 0

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Scanner;

/**
 * @author light
 * @Description 四数相加 II
 *
 * @create 2023-08-02 12:30
 */
public class FourSumCountTest {
	public static void main(String[] args) {
		Scanner input=new Scanner(System.in);
		int n=input.nextInt();
		int[] nums1=new int[n];
		int[] nums2=new int[n];
		int[] nums3=new int[n];
		int[] nums4=new int[n];
		for (int i = 0; i < nums1.length; i++) {
			nums1[i]=input.nextInt();
		}
		for (int i = 0; i < nums2.length; i++) {
			nums2[i]=input.nextInt();
		}
		for (int i = 0; i < nums3.length; i++) {
			nums3[i]=input.nextInt();
		}
		for (int i = 0; i < nums4.length; i++) {
			nums4[i]=input.nextInt();
		}
		int res=fourSumCount(nums1,nums2,nums3,nums4);
		System.out.println(res);
	}
	public static int fourSumCount(int[] nums1, int[] nums2, int[] nums3, int[] nums4) {
		Map map=new HashMap<>();
		int count=0;
		int temp1;
		int temp2;
		for (int i = 0; i < nums1.length; i++) {
			for (int j = 0; j < nums2.length; j++) {
				temp1=nums1[i]+nums2[j];
				map.put(temp1,map.getOrDefault(temp1,0)+1);
			}
		}
		for (int i = 0; i < nums3.length; i++) {
			for (int j = 0; j < nums4.length; j++) {
				temp2=0-(nums3[i]+nums4[j]);
				if(map.containsKey(temp2)){
					count+=map.get(temp2);
				}
			}
		}
		return count;
	}
}

383. 赎金信

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，返回 true ；否则返回 false 。

magazine 中的每个字符只能在 ransomNote 中使用一次。

输入：ransomNote = "a", magazine = "b"
输出：false

import java.util.Scanner;

/**
 * @author light
 * @Description 赎金信
 * @create 2023-08-02 13:10
 */
public class CanConstructTest {
	public static void main(String[] args) {
		Scanner input=new Scanner(System.in);
		String ransomNote=input.next();
		String magazine=input.next();
		boolean res=canConstruct(ransomNote,magazine);
		System.out.println(res);
	}
	public static boolean canConstruct(String ransomNote, String magazine) {
		if(magazine.length()

15. 三数之和

给你一个整数数组 nums ，判断是否存在三元组 [nums[i], nums[j], nums[k]] 满足 i != j、i != k 且 j != k ，同时还满足 nums[i] + nums[j] + nums[k] == 0 。请

你返回所有和为 0 且不重复的三元组。

注意：答案中不可以包含重复的三元组。

输入：nums = [-1,0,1,2,-1,-4]
输出：[[-1,-1,2],[-1,0,1]]
解释：
nums[0] + nums[1] + nums[2] = (-1) + 0 + 1 = 0 。
nums[1] + nums[2] + nums[4] = 0 + 1 + (-1) = 0 。
nums[0] + nums[3] + nums[4] = (-1) + 2 + (-1) = 0 。
不同的三元组是 [-1,0,1] 和 [-1,-1,2] 。
注意，输出的顺序和三元组的顺序并不重要。

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.Scanner;

/**
 * @author light
 * @Description 三数之和
 *  
 * (采用双指针法
 * @create 2023-08-02 13:31
 */
public class ThreeSumTest {
	public static void main(String[] args) {
		Scanner input=new Scanner(System.in);
		int n=input.nextInt();
		int[] nums=new int[n];
		for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
			nums[i]=input.nextInt();
		}
		List> list=threeSum(nums);
		System.out.println(list);
	}
	public static List> threeSum(int[] nums) {
		List> res=new ArrayList<>();
		//先对数组进行排序
		Arrays.sort(nums);

		for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
			if(nums[i]>0){
				return res;
			}
			//对a去重 (a+b+c=0)
			//因为已经排序过了，只要a前面有一样的，接下来的abc要么是和前面重复的，
			// 要么就找不到这组了。bc同理只要重复一次就重复了
			int left=i+1;
			int right= nums.length-1;
			if(i>0&&nums[i]==nums[i-1]){
				continue;
			}
			while(right>left){
				if(nums[i]+nums[left]+nums[right]>0){
					right--;
				} else if (nums[i]+nums[left]+nums[right]<0) {
					left++;
				}else{
					//找到一对三元组，将三元组加入集合中
					res.add(Arrays.asList(nums[i],nums[left],nums[right]));
					//对bc去重
					while(right>left&&nums[left]==nums[left+1]){
						left++;
					}
					while(right>left&&nums[right]==nums[right-1]){
						right--;
					}
					//找到三元组后left和right同时移动
					left++;
					right--;
				}

			}
		}
		return res;
	}
}

18. 四数之和

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]] （若两个四元组元素一一对应，则认为两个四元组重复）：

• 0 <= a, b, c, d < n
• a、b、c 和 d 互不相同
• nums[a] + nums[b] + nums[c] + nums[d] == target

你可以按 任意顺序 返回答案 。

输入：nums = [1,0,-1,0,-2,2], target = 0
输出：[[-2,-1,1,2],[-2,0,0,2],[-1,0,0,1]]

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.Scanner;

/**
 * @author light
 * @Description 四数之和
 *
 * (双指针
 * @create 2023-08-02 15:34
 */
public class FourSumTest {
	public static void main(String[] args) {
		Scanner input=new Scanner(System.in);
		int n=input.nextInt();
		int[] nums=new int[n];
		for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
			nums[i]=input.nextInt();
		}
		int target=input.nextInt();
		List> res=fourSum(nums,target);
		System.out.println(res);
	}
	public static List> fourSum(int[] nums, int target) {
		//a+b+c+d=target
		//对数组进行排序
		Arrays.sort(nums);
		List> res=new ArrayList<>();
		for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
			//一级剪枝
			if(nums[i]>0&&nums[i]>target){
				return res;
			}
			//一级去重
			if(i>0&&nums[i]==nums[i-1]){
				continue;
			}
			for (int j = i+1; j < nums.length; j++) {
				//二级剪枝
				if(nums[i]+nums[j]>0&&nums[i]+nums[j]>target){
					break;
				}
				//二级去重
				if(j>i+1&&nums[j]==nums[j-1]){
					continue;
				}
				int left=j+1;
				int right= nums.length-1;
				while(right>left){
					long sum=(long)(nums[i]+nums[j]+nums[left]+nums[right]);
					if(sum>target){
						right--;
					} else if (sumleft&&nums[left]==nums[left+1]){
							left++;
						}
						while (right>left&&nums[right]==nums[right-1]){
							right--;
						}
						left++;
						right--;
					}
				}
			}

		}
		return res;
	}
}