_6LeetCode代码随想录算法训练营第六天-C++哈希表 | 454.四数相加II、383.赎金信、15.三数之和、18.四数之和

_6LeetCode代码随想录算法训练营第六天-C++哈希表 | 454.四数相加II、383.赎金信、15.三数之和、18.四数之和

• 454.四数相加II
• 383.赎金信
• 15.三数之和
• 18.四数之和

454.四数相加II

代码随想录地址：https://programmercarl.com/0454.%E5%9B%9B%E6%95%B0%E7%9B%B8%E5%8A%A0II.html

本题不用去重，相比力扣18题相对来说简单一点。

题目

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

示例 1：

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

示例 2：

输入：nums1 = [0], nums2 = [0], nums3 = [0], nums4 = [0]
输出：1

提示：

• n == nums1.length
• n == nums2.length
• n == nums3.length
• n == nums4.length
• 1 <= n <= 200
• -$2^{28}$ <= nums1[i], nums2[i], nums3[i], nums4[i] <= $2^{28}$

整体思路

使用map存储，为什么使用map，而不用set？

因为要存储key值而且要存储出现的次数。

本题步骤：

1. 首先定义 一个unordered_map，key放a和b两数之和，value 放a和b两数之和出现的次数。
2. 遍历大A和大B数组，统计两个数组元素之和sum。如果在map中存在sum，则将sum键值对应的值++；否则，将(sum,1)插入map中。
3. 定义int变量count，用来统计 a+b+c+d = 0 出现的次数。
4. 遍历大C和大D数组，找到如果 0-(c+d) 在map中出现过的话，则count += map[ 0-(c+d) ]。
5. 返回count。

为什么不先存A，然后遍历BCD，计算？因为这样会增加时间复杂度。

代码

/*
 * @lc app=leetcode.cn id=454 lang=cpp
 *
 * [454] 四数相加 II
 */

// @lc code=start
class Solution {
public:
    int fourSumCount(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2, vector<int>& nums3, vector<int>& nums4) {
        unordered_map<int,int> map;
        int sumab = 0;
        //遍历nums1和nums2
        for(int a : nums1)
            for(int b : nums2)
                map[a + b]++;//就是将a+b的值及其出现的次数存起来
        //count存储次数
        int count = 0;
        //遍历nums3和nums4
        for(int c : nums3)
            for(int d : nums4)
            {
                if(map.find(0-c-d) != map.end())
                {
                    count += map[0-c-d];
                }
            }  
        return count;  
    }
};
// @lc code=end

383.赎金信

代码随想录地址：https://programmercarl.com/0383.%E8%B5%8E%E9%87%91%E4%BF%A1.html

题目

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。

示例 1：

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

示例 2：

输入：ransomNote = "aa", magazine = "ab"
输出：false

示例 3：

输入：ransomNote = "aa", magazine = "aab"
输出：true

提示：

• 1 <= ransomNote.length, magazine.length <= $10^5$
• ransomNote 和 magazine 由小写英文字母组成

代码

/*
 * @lc app=leetcode.cn id=383 lang=cpp
 *
 * [383] 赎金信
 */

// @lc code=start
class Solution {
public:
    bool canConstruct(string ransomNote, string magazine) {
        //先做一个判断，就是说如果ransomNote的字符串长度大于magazine，则ransomNote一定不能由magazine组成
        if(ransomNote.size() > magazine.size())
            return false;
        int set[26] = {0};//这里一定要记得初始化
        //遍历magazine
        for(char ch : magazine)
            set[ch - 'a']++;//将元素个数++
        //遍历ransomNote
        for(char ch : ransomNote)
        {
            set[ch - 'a']--;//将对应元素个数--
            if(set[ch - 'a'] < 0)//如果对应元素个数不够，则返回false
                return false;
        }
        return true;
    }
};
// @lc code=end

15.三数之和

代码随想录地址：https://programmercarl.com/0015.%E4%B8%89%E6%95%B0%E4%B9%8B%E5%92%8C.html

不重复的三元组就是说 输出的数组集合 中的三元组元素不重复。

使用哈希法的细节太多了。

题目

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。

示例 1：

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。

示例 2：

输入：nums = [0,1,1]
输出：[]
解释：唯一可能的三元组和不为 0 。

示例 3：

输入：nums = [0,0,0]
输出：[[0,0,0]]
解释：唯一可能的三元组和为 0 。

提示：

• 3 <= nums.length <= 3000
• -$10^5$ <= nums[i] <= $10^5$

整体思路

首先要对数组排序，为什么要排序？

为了方便凑0。

步骤1：首先将数组排序，然后有一层for循环，i从下标0的地方开始，同时定一个下标left 定义在i+1的位置上，定义下标right 在数组结尾的位置上。在数组中找到 abc 使得a + b +c =0，相当于 a = nums[i]，b = nums[left]，c = nums[right]。

步骤2：

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。

要很注意下标的变化

代码

/*
 * @lc app=leetcode.cn id=15 lang=cpp
 *
 * [15] 三数之和
 */

// @lc code=start
class Solution {
public:
    vector<vector<int>> threeSum(vector<int>& nums) {
        vector<vector<int>> result;
        sort(nums.begin(),nums.end());//首先排序
        for(int i = 0; i < nums.size(); i++)//然后就遍历数组
        {
            //经过排序的数组，如果第一个元素都大于0的话，那么就不可能找到三元组为0了
            if(nums[i] > 0)
                return result;
            //去重--这里忘记写i>0了，要注意
            //如果当前num[i]与它前面的num[i-1]相等，与其相等的nums[i-1]已经遍历过了；
            //再遍历就相当于重复遍历了，会产生重复的三元组，因此要跳过
            if(i > 0 && nums[i] == nums[i-1])
                continue;
            int left = i + 1;
            int right = nums.size() - 1;
            while(left < right)//为什么是<而不是<=，因为相等的话就凑不齐三个元素了
            {
                //说明数据有点大，将right指针向左移
                if(nums[i] + nums[left] + nums[right] > 0)
                    right--;
                else if(nums[i] + nums[left] + nums[right] < 0)//说明数据有点小，将left指针右移
                    left++;
                else
                {
                    result.push_back(vector<int>{nums[i], nums[left], nums[right]});
                    //这里写的时候忘记加left < right这个条件了
                    //这里和i去重是同样的道理，再遍历就相当于重复遍历了
                    while(left < right && nums[left] == nums[left + 1])
                        left++;
                    //这里和i去重是同样的道理，在遍历就相当于是重复遍历了
                    while(left < right && nums[right] == nums[right - 1])
                        right--;
                    //这里忘记自增了,把这里的位置搞错了
                    left++;
                    right--;
                }                
            }
        }
        return result;
    }
};
// @lc code=end

18.四数之和

代码随想录地址：https://programmercarl.com/0018.%E5%9B%9B%E6%95%B0%E4%B9%8B%E5%92%8C.html

题目

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 。

示例 1：

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]]

示例 2：

输入：nums = [2,2,2,2,2], target = 8
输出：[[2,2,2,2]]

提示：

• 1 <= nums.length <= 200
• -$10^9$ <= nums[i] <= $10^9$
• -$10^9$ <= target <= $10^9$

与三数之和的区别

在对i剪枝时不能直接判断nums[i]大于0，因为给的元素是target而不是0。

代码

/*
 * @lc app=leetcode.cn id=18 lang=cpp
 *
 * [18] 四数之和
 */

// @lc code=start
class Solution {
public:
    vector<vector<int>> fourSum(vector<int>& nums, int target) {
        vector<vector<int>> result;//结果数组
        sort(nums.begin(), nums.end());//先对数组排序
        for(int k = 0; k < nums.size(); k++)//首先是第一次层
        {
            //就是说nums[k]>target，然后呢k之后的数又是>=0，就不可能再有四数之和等于target的了
            if(nums[k] > target && nums[k] >= 0)
                break;
            //这里是去重
            if(k > 0 && nums[k] == nums[k - 1])
                continue;//把这里写成了break,是不对的
            for(int i = k + 1; i < nums.size(); i++)
            {
                //nums[k] + nums[i] > target时，如果nums[i]>=0，那么i之后的元素一定是>0,就不可能再有四数之和等于target了
                if(nums[k] + nums[i] > target && nums[i] >= 0)
                    break;
                //这里是二级去重
                if(i > k + 1 && nums[i] == nums[i - 1])
                    continue;
                //这里是左指针
                int left = i + 1;
                //这里是右指针
                int right = nums.size() - 1;
                //当左指针和右指针还没相遇的时候
                while(left < right)
                {
                    //如果四数之和大于target，则将右指针左移
                    if((long)nums[k] + nums[i] + nums[left] + nums[right] > target)
                        right--;
                    //如果四数之和小于target，则将左指针右移
                    else if((long)nums[k] + nums[i] + nums[left] + nums[right] < target)
                        left++;
                    //如果四数之和等于target，则将结果插入result数组中
                    else
                    {
                        result.push_back(vector<int>{nums[k], nums[i], nums[left], nums[right]});
                        //这里是去重
                        while(left < right && nums[left] == nums[left + 1])
                            left++;
                        while(left < right && nums[right] == nums[right - 1])
                            right--;
                        left++;
                        right--;
                    }
                }
            }
        }
        return result;
    }
};
// @lc code=end