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

leetcode 454

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四数相加II

方法一:字典1

重点
  • a和b一组,c和d一组。用两数相加的思路
  • 先遍历a+b,用字典的键和值存结果和出现的次数。
  • 再遍历c+d,检查记录a+b结果的字典中是否有0-(c+d),如有就加上字典的值。
完整python版答案
class Solution(object):
    def fourSumCount(self, nums1, nums2, nums3, nums4):
        # 使用字典存储nums1和nums2中的元素及其和
        hashmap = dict()
        for n1 in nums1:
            for n2 in nums2:
                if n1 + n2 in hashmap:
                    hashmap[n1+n2] += 1
                else:
                    hashmap[n1+n2] = 1
        
        # 如果 -(n1+n2) 存在于nums3和nums4, 存入结果
        count = 0
        for n3 in nums3:
            for n4 in nums4:
                key = - n3 - n4
                if key in hashmap:
                    count += hashmap[key]
        return count

方法二:字典2

重点
完整python版答案
class Solution(object):
    def fourSumCount(self, nums1, nums2, nums3, nums4):
        # 使用字典存储nums1和nums2中的元素及其和
        hashmap = dict()
        for n1 in nums1:
            for n2 in nums2:
                hashmap[n1+n2] = hashmap.get(n1+n2, 0) + 1
        
        # 如果 -(n1+n2) 存在于nums3和nums4, 存入结果
        count = 0
        for n3 in nums3:
            for n4 in nums4:
                key = - n3 - n4
                if key in hashmap:
                    count += hashmap[key]
        return count

方法三:使用 defaultdict

重点
完整python版答案
from collections import defaultdict 
class Solution:
    def fourSumCount(self, nums1: list, nums2: list, nums3: list, nums4: list) -> int:
        rec, cnt = defaultdict(lambda : 0), 0
        for i in nums1:
            for j in nums2:
                rec[i+j] += 1
        for i in nums3:
            for j in nums4:
                cnt += rec.get(-(i+j), 0) 
        return cnt

leetcode 383

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赎金信

方法一:使用数组

完整python版答案
class Solution:
    def canConstruct(self, ransomNote: str, magazine: str) -> bool:
        bubu = [0] * 26
        for i in magazine:
            bubu[ord(i) - ord('a')] += 1
        for i in ransomNote:
            bubu[ord(i) - ord('a')] -= 1
            if bubu[ord(i) - ord('a')] < 0:
                return False
        return True

方法二:使用字典

重点
完整python版答案
class Solution:
    def canConstruct(self, ransomNote: str, magazine: str) -> bool:
        dict = {}
        for i in magazine:
            dict[i] = dict.get(i, 0) + 1
        for i in ransomNote:
            if i not in dict or dict[i] == 0:
                return False
            else:
                dict[i] -= 1
        return True

方法三:使用defaultdict

from collections import defaultdict

class Solution:
    def canConstruct(self, ransomNote: str, magazine: str) -> bool:

        hashmap = defaultdict(int)

        for x in magazine:
            hashmap[x] += 1

        for x in ransomNote:
            value = hashmap.get(x)
            if not value or not value:
                return False
            else:
                hashmap[x] -= 1

        return True

方法四:使用Counter

from collections import Counter

class Solution:
    def canConstruct(self, ransomNote: str, magazine: str) -> bool:
        return not Counter(ransomNote) - Counter(magazine)

方法五:使用count

class Solution:
    def canConstruct(self, ransomNote: str, magazine: str) -> bool:
        return all(ransomNote.count(c) <= magazine.count(c) for c in set(ransomNote))

leetcode 15

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三数之和

方法一:双指针法

重点
  • 一定要先sort
  • 主要思路:设a+b+c=0,遍历a,bc用左右指针代替。ba+1c为数组最后一个数。
  • sum>0,右指针向左;当sum>0,左指针向右,直到两个指针相等就结束。
  • 如果发现a>0,则可以return,因为如果最小的数都大于0的话就不可能相加为0
  • 去重:去重在这个题里是一个难点。
  • 在给a去重时,如果a和前一个a相同,就跳过这个a
  • bc去重时,就判断是否和下一个值相同即可,一直到不同为止
  • 注意bc的去重复一定要用第一种,不要用第二种:
while r > l and nums[r] == nums[r - 1]:
    r -= 1
while r > l and nums[l] == nums[l + 1]:
    l += 1

while r > l and nums[r] == nums[r + 1]:
    r -= 1
while r > l and nums[l] == nums[l - 1]:
    l += 1

第二种情况在数组[-1, -1, 0, 1, 1]里面会出现重复元素

完整python版答案
class Solution:
    def threeSum(self, nums: List[int]) -> List[List[int]]:
        result = []
        nums.sort()
        
        for i in range(len(nums)):
            # 如果第一个元素已经大于0,不需要进一步检查
            if nums[i] > 0:
                return result
            
            # 跳过相同的元素以避免重复
            if i > 0 and nums[i] == nums[i - 1]:
                continue
                
            left = i + 1
            right = len(nums) - 1
            
            while right > left:
                sum_ = nums[i] + nums[left] + nums[right]
                
                if sum_ < 0:
                    left += 1
                elif sum_ > 0:
                    right -= 1
                else:
                    result.append([nums[i], nums[left], nums[right]])
                    
                    # 跳过相同的元素以避免重复
                    while right > left and nums[right] == nums[right - 1]:
                        right -= 1
                    while right > left and nums[left] == nums[left + 1]:
                        left += 1
                        
                    right -= 1
                    left += 1
                    
        return result

方法二:使用字典

重点
完整python版答案
class Solution:
    def threeSum(self, nums: List[int]) -> List[List[int]]:
        result = []
        nums.sort()
        # 找出a + b + c = 0
        # a = nums[i], b = nums[j], c = -(a + b)
        for i in range(len(nums)):
            # 排序之后如果第一个元素已经大于零,那么不可能凑成三元组
            if nums[i] > 0:
                break
            if i > 0 and nums[i] == nums[i - 1]: #三元组元素a去重
                continue
            d = {}
            for j in range(i + 1, len(nums)):
                if j > i + 2 and nums[j] == nums[j-1] == nums[j-2]: # 三元组元素b去重
                    continue
                c = 0 - (nums[i] + nums[j])
                if c in d:
                    result.append([nums[i], nums[j], c])
                    d.pop(c) # 三元组元素c去重
                else:
                    d[nums[j]] = j
        return result

leetcode 18

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四数之和

方法一:双指针

重点

在三数之和的基础上外面又套了一层循环,具体的判断条件和剪枝去重操作略有区别,因为target可能是负数。

完整python版答案
class Solution:
    def fourSum(self, nums: List[int], target: int) -> List[List[int]]:
        nums.sort()
        n = len(nums)
        result = []
        for i in range(n):
            if nums[i] > target and nums[i] > 0 and target > 0:# 剪枝(可省)
                break
            if i > 0 and nums[i] == nums[i-1]:# 去重
                continue
            for j in range(i+1, n):
                if nums[i] + nums[j] > target and target > 0: #剪枝(可省)
                    break
                if j > i+1 and nums[j] == nums[j-1]: # 去重
                    continue
                left, right = j+1, n-1
                while left < right:
                    s = nums[i] + nums[j] + nums[left] + nums[right]
                    if s == target:
                        result.append([nums[i], nums[j], nums[left], nums[right]])
                        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
                    elif s < target:
                        left += 1
                    else:
                        right -= 1
        return result

方法二:字典

重点
完整python版答案
class Solution(object):
    def fourSum(self, nums, target):
        """
        :type nums: List[int]
        :type target: int
        :rtype: List[List[int]]
        """
        # 创建一个字典来存储输入列表中每个数字的频率
        freq = {}
        for num in nums:
            freq[num] = freq.get(num, 0) + 1
        
        # 创建一个集合来存储最终答案,并遍历4个数字的所有唯一组合
        ans = set()
        for i in range(len(nums)):
            for j in range(i + 1, len(nums)):
                for k in range(j + 1, len(nums)):
                    val = target - (nums[i] + nums[j] + nums[k])
                    if val in freq:
                        # 确保没有重复
                        count = (nums[i] == val) + (nums[j] == val) + (nums[k] == val)
                        if freq[val] > count:
                            ans.add(tuple(sorted([nums[i], nums[j], nums[k], val])))
        
        return [list(x) for x in ans]

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