LeetCode刷题笔记之哈希表

一、字母异位词-判断两个参数内容出现的次数是否相等

滑动窗口、数组排序、计数法、哈希表

1. 242【有效的字母异位词】

• 题目： 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。
  注意：若 s 和 t 中每个字符出现的次数都相同，则称 s 和 t 互为字母异位词。
• 代码：
  方法一：哈希表法

class Solution {
    public boolean isAnagram(String s, String t) {
        //s和t中每个字符出现的次数都相同，也就是说s和t的长度肯定相同
        if(s.length() != t.length()){
            return false;
        }
        HashMap<Character,Integer> map = new HashMap<>();
        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            map.put(s.charAt(i),map.getOrDefault(s.charAt(i),0)+1);
            map.put(t.charAt(i),map.getOrDefault(t.charAt(i),0)-1);
        }
        //若t与s有不同的字符，或相同字符的个数不同，则map中必有value<0的数
        for (Integer value : map.values()) {
            if(value < 0){
                return false;
            }
        }
        return true;
    }
}

方法二：排序法

class Solution {
    public boolean isAnagram(String s, String t) {
        if (s.length() != t.length()) {
            return false;
        }
        //s和t中每个字符出现的次数都相同,则其转换为字符数组并排序后，两数组相等
        char[] str1 = s.toCharArray();
        char[] str2 = t.toCharArray();
        Arrays.sort(str1);
        Arrays.sort(str2);
        return Arrays.equals(str1, str2);
    }
}

2. 383【赎金信】

• 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。
• 代码：

class Solution {
    public boolean canConstruct(String ransomNote, String magazine) {
        HashMap<Character,Integer> map = new HashMap<>();
        //先遍历magazine，统计可用字符及其个数
        for (int i = 0; i < magazine.length(); i++) {
            char ch = magazine.charAt(i);
            map.put(ch,map.getOrDefault(ch,0)+1);
        }
        for (int i = 0; i < ransomNote.length(); i++) {
            char ch = ransomNote.charAt(i);
            map.put(ch,map.getOrDefault(ch,0)-1);
            if(map.get(ch) < 0){
                return false;
            }
        }
        return true;
    }
}

3. 49【字母异位词分组】

• 题目： 给你一个字符串数组，请你将 字母异位词 组合在一起。可以按任意顺序返回结果列表。
  字母异位词 是由重新排列源单词的所有字母得到的一个新单词。
  示例 1:
  输入: strs = [“eat”, “tea”, “tan”, “ate”, “nat”, “bat”]
  输出: [[“bat”],[“nat”,“tan”],[“ate”,“eat”,“tea”]]
• 代码：
  方法一：排序法

class Solution {
    public List<List<String>> groupAnagrams(String[] strs) {
    	//将字符串数组中的每个字符串转换成字符数组，并排序，以排序后字符数组组成的字符串为key，具有相同字母的字符串组成的list为value。
        HashMap<String,List<String>> map = new HashMap<>();
        for (String s: strs) {
            char[] charArr = s.toCharArray();
            Arrays.sort(charArr);
            String str = String.valueOf(charArr);
            List<String> list = map.getOrDefault(str,new ArrayList<>());
            list.add(s);
            map.put(str,list);
        }

        List<List<String>> ansList = new ArrayList<>(map.values());

        return ansList;
    }
}

方法一：排序法

class Solution {
    public List<List<String>> groupAnagrams(String[] strs) {
    	//将字符串数组中的每个字符串转换成字符数组，并排序，以排序后字符数组组成的字符串为key，具有相同字母的字符串组成的list为value。
        HashMap<String,List<String>> map = new HashMap<>();
        for (String s: strs) {
            char[] charArr = s.toCharArray();
            Arrays.sort(charArr);
            String str = String.valueOf(charArr);
            List<String> list = map.getOrDefault(str,new ArrayList<>());
            list.add(s);
            map.put(str,list);
        }

        List<List<String>> ansList = new ArrayList<>(map.values());

        return ansList;
    }
}

4. 438【找到字符串中所有字母异位词】

• 题目： 给定两个字符串 s 和 p，找到 s 中所有 p 的 异位词 的子串，返回这些子串的起始索引。不考虑答案输出的顺序。异位词 指由相同字母重排列形成的字符串（包括相同的字符串）。
• 代码：
  方法一：排序法

class Solution {
    public List<Integer> findAnagrams(String s, String p) {
        //首先考虑长度关系
        if(s.length() < p.length()){
        	return new ArrayList<Integer>();
        }
        //排序法
        char[] charArr = p.toCharArray();
        Arrays.sort(charArr);
        String tmp = String.valueOf(charArr);
        int j = 0;
        List<Integer> list = new ArrayList<>();

        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            if(i-j+1 == p.length()){
                String str = s.substring(j,i+1);
                char[] c = str.toCharArray();
                Arrays.sort(c);
                str = String.valueOf(c);
                if(str.equals(tmp)){
                    list.add(j);
                }
                j++;
            }
        }
        return list;
    }
}

方法二：计数法

class Solution {
    public List<Integer> findAnagrams(String s, String p) {
        if(s.length() < p.length()){
            return new ArrayList<>();
        }
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        //记录p中每个字符的个数
        int[] pCount = new int[26];
        //记录s中每个字符的个数
        int[] sCount = new int[26];

        for (int i = 0; i < p.length(); i++) {
            pCount[p.charAt(i)-'a']++;
        }
        int j = 0;
        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            sCount[s.charAt(i)-'a']++;
            if(i-j+1 == p.length()){
                if(Arrays.equals(pCount,sCount)){
                    list.add(j);
                }
                sCount[s.charAt(j)-'a']--;
                j++;
            }
        }
        return list;
	}
}

二、数组的交集

1. 349【两个数组的交集】

• 题目： 给定两个数组 nums1 和 nums2 ，返回它们的交集 。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 。
• 代码：

class Solution {
    public int[] intersection(int[] nums1, int[] nums2) {
        //题目中交集的意思是nums1与nums2共有的数，结果是不可重复的、无序的，因此可以使用HashSet存储
        Set<Integer> set1 = new HashSet<>();
        Set<Integer> set2 = new HashSet<>();
        Set<Integer> set3 = new HashSet<>();
        for (int i = 0; i < nums1.length; i++) {
            set1.add(nums1[i]);
        }
        for (int i = 0; i < nums2.length; i++) {
            set2.add(nums2[i]);
        }

        for(Integer i : set1){
            if(set2.contains(i)){
                set3.add(i);
            }
        }
        int[] ans = new int[set3.size()];
        int index = 0;
        for(int i:set3){
            ans[index++] = i;
        }
        return ans;
    }
}

2. 350【两个数组的交集 II】

• 题目： 给你两个整数数组 nums1 和 nums2 ，请你以数组形式返回两数组的交集。返回结果中每个元素出现的次数，应与元素在两个数组中都出现的次数一致（如果出现次数不一致，则考虑取较小值）。可以不考虑输出结果的顺序。
• 代码：

class Solution {
    public int[] intersect(int[] nums1, int[] nums2) {
        //与上一题相比，本题结果是可重复的、无序的，考虑使用HashMap存储
        //key为交集中的元素，value为key出现的次数
        int[] ans = new int[nums1.length];
        int index = 0;
        HashMap<Integer,Integer> map = new HashMap<>();
        for (int i = 0; i < nums1.length; i++) {
            map.put(nums1[i],map.getOrDefault(nums1[i],0)+1);
        }
        for (int i = 0; i < nums2.length; i++) {
            if(map.containsKey(nums2[i]) && map.get(nums2[i])>0){
                ans[index++] = nums2[i];
                map.put(nums2[i], map.get(nums2[i])-1);
            }
        }

        return Arrays.copyOfRange(ans,0,index);
    }
}

三、快乐数

1. 202【快乐数】

• 题目： 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 。
• 代码：

class Solution {
    public boolean isHappy(int n) {
        //无限循环，也就是说，平方和会重复出现，考虑使用HashSet
        HashSet<Integer> set = new HashSet<>();
        while (true){
            int sum = 0;
            while (n>0){
                sum += (n % 10) * (n % 10);
                n /= 10;
            }
            if(sum == 1){
                return true;
            }
            if(set.contains(sum)){
                return false;
            }
            set.add(sum);
            n = sum;
        }
    }
}

四、数相加

1. 1【两数之和】

• 题目： 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。
• 代码：

class Solution {
    public int[] twoSum(int[] nums, int target) {
        //本题需要返回数组下标，返回的元素不可重复，因此考虑使用HashMap存储
        //key存储元素，value存储元素对应下标
        //注意，nums数组可重复，可能有两个相同的数相加等于target
        HashMap<Integer,Integer> map = new HashMap<>();
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            if(map.containsKey(target-nums[i])){
                return new int[]{map.get(target-nums[i]),i};
            }
            map.put(nums[i],i);
        }
        return new int[2];
    }
}

2. 454【四数相加II】

• 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
• 代码：

class Solution {
    public int fourSumCount(int[] nums1, int[] nums2, int[] nums3, int[] nums4) {
        //因为题目只要求返回相加等于0的个数，因此可以只记录和数，与该和数出现的次数即可
        //以和数为key，出现次数为value
        int ans = 0;
        HashMap<Integer,Integer> map = new HashMap<>();
        for (int i = 0; i < nums1.length; i++) {
            for (int j = 0; j < nums2.length; j++) {
                int key = nums1[i]+nums2[j];
                map.put(key,map.getOrDefault(key,0)+1);
            }
        }
        for (int i = 0; i < nums3.length; i++) {
            for (int j = 0; j < nums4.length; j++) {
                int key = 0 - nums3[i] - nums4[j];
                if(map.containsKey(key)){
                    ans += map.get(key);
                }
            }
        }
        return ans;
    }
}