代码随想录算法训练营第七天 | 454.四数相加II、383. 赎金信、15. 三数之和、18. 四数之和

题目链接：leetcode 454.四数相加II

文章讲解：代码随想录 454.四数相加II讲解

视频讲解：学透哈希表，map使用有技巧！LeetCode：454.四数相加II

思路和解法

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
想法： 这种题目逃不开遍历，我们唯一能做的就是降低时间复杂度，为了降低复杂度，首先把四个数组两两一起处理遍历，然后利用哈希表进行查找判断是否有满足和为0的值，这里采用map数据结构是因为这道题目不需要去重，在遍历两个数组时，两组不同的数值可能构成同样的和，但不能漏掉，所以用map存储映射关系，key是和，value是出现该值的次数。

class Solution {
public:
    int fourSumCount(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2, vector<int>& nums3, vector<int>& nums4) {
        unordered_map<int, int> map;
        int count = 0;
        for (auto a : nums1) {
            for (auto b : nums2) {
                map[a + b]++;
            }
        }
        for (auto c : nums3) {
            for (auto d : nums4) {
                if(map.find(0 - (c + d)) != map.end()){
                    count += map[0 - (c + d)];
                }
            }
        }
        return count;
    }
};

题目链接：leetcode 383. 赎金信

文章讲解：代码随想录 383. 赎金信讲解

思路和解法

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。
想法： 根据题目要求，我们需要在magazine的字符中逐个查找ransomNote的字符，由于magazine的字符不能重复利用，且字符都是小写字母，于是用数组做哈希表，数组元素意义规定为字符的个数，先遍历magazine字符填入数组，再遍历ransomNote在数组中查找，如果发现字符不够用了，即数组对应下标的元素小于0，则失败。

class Solution {
public:
    bool canConstruct(string ransomNote, string magazine) {
        //使用数组记得初始化
        int record[26] = {0};
        for (int i = 0; i < magazine.size(); i++) {
            record[magazine[i] - 'a']++;
        }
        for (int i = 0; i < ransomNote.size(); i++) {
            record[ransomNote[i] - 'a']--;
            if (record[ransomNote[i] - 'a'] < 0) return false;
        }
        return true;
    }
};

题目链接：leetcode 15. 三数之和

文章讲解：代码随想录 15. 三数之和讲解

视频讲解：梦破碎的地方！| LeetCode：15.三数之和

思路和解法

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。
想法： 这道题目和下一道四数之和用哈希表反而复杂，利用嵌套遍历+双指针法反而简单。大致思路就是，先排序，这样可以让问题简化，然后先遍历确定第一个数字，在利用双指针法查找满足要求的剩下两个数字。关键要注意的地方是剪枝和去重的操作，自己写代码的时候也犯了错误写出了bug，在代码中已经注释出来。

class Solution {
public:
    vector<vector<int>> threeSum(vector<int>& nums) {
        vector<vector<int>> result;
        //先排序
        sort(nums.begin(), nums.end());
        //遍历时必须给left和right留出有效位置
        for (int i = 0; i < nums.size() - 2; i++) {
            //如果最小的数字都大于0，就没必要再遍历了
            if (nums[i] > 0) break;
            //双指针
            int left = i + 1;
            int right = nums.size() - 1;
            //这里犯了第一个错误，忘记加i>0的条件了，这会导致i=0时，i-1越界
            if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) continue;
            while (left < right) {
                if (nums[i] + nums[left] + nums[right] > 0) {
                    right--;
                } else if (nums[i] + nums[left] + nums[right] < 0) {
                    left++;
                } else {
                    result.push_back(vector<int>{nums[i], nums[left], nums[right]});
                    left++;
                    right--;
                    //这里犯了第二个错误，忘记加left
                    while (left < right && nums[left] == nums[left - 1]) {
                        left++;
                    }
                    while (left < right && nums[right] == nums[right + 1]) {
                        right--;
                    }
                }
            }
        }
        return result;
    }
};

题目链接：leetcode 18. 四数之和

文章讲解：代码随想录 18. 四数之和讲解

视频讲解：难在去重和剪枝！| LeetCode：18. 四数之和

思路和解法

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 。
想法： 这道题和三数之和如出一辙，遍历的时候多套一层循环，在剪枝和处理操作上多考虑一层即可。我自己写这道题目的时候会怀疑有没有更优化的解法，看过讲解后知道应该是没有，做算法题也不能总怀疑自己的思路哈。

class Solution {
public:
    vector<vector<int>> fourSum(vector<int>& nums, int target) {
        vector<vector<int>> result;
        sort(nums.begin(), nums.end());
        for (int k = 0; k < nums.size(); k++) {
            //剪枝
            if (nums[k] >= 0 && nums[k] > target) break;
            //去重
            if (k > 0 && nums[k] == nums[k - 1]) continue;
            for (int i = k + 1; i < nums.size(); i++) {
                //二级剪枝
                if (nums[k] + nums[i] >= 0 && nums[k] + nums[i] > target) break;
                //二级去重
                if (i > k + 1 && nums[i] == nums[i - 1]) continue;
                int left = i + 1;
                int right = nums.size() - 1;
                while (left < right) {
                    //这里犯了错误 少了（long）强制转换防止溢出
                    if ((long) nums[k] + nums[i] + nums[left] + nums[right] > target) {
                        right--;
                    } else if ((long) nums[k] + nums[i] + nums[left] + nums[right] < target) {
                        left++;
                    } else {
                        result.push_back(vector<int>{nums[k], nums[i], nums[left], nums[right]});
                        left++;
                        right--;
                        while (left< right && nums[left] == nums[left - 1]) {
                            left++;
                        }
                        while (left< right && nums[right] == nums[right + 1]) {
                            right--;
                        }
                    }
                }
            }
        }
        return result;
    }
};