代码随想录算法训练营第七天 | LeetCode454 四数相加Ⅱ LeetCode383 赎金信 LeetCode15 三数之和 LeetCode18 四数之和

LeetCode454 四数相加Ⅱ

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思路

因为C++还在学习中，还没到set和map这里，所以就先看视频了。不过这题肯定有暴力的解法，就是用四个for循环遍历所有的情况，用count记录，然后count++，最终返回count即可，但时间复杂度是n的四次方，不太建议这么做。

--------------------------------------------------------以下是看完视频总结的思路--------------------------------------------------------

大体的思路是这样的，四个数组A、B、C、D，把A和B看成一组，将其中的元素进行相加，结果放入一个集合，再把C和D看成一组，遍历C和D中元素相加的结果，看集合中是否有元素与其相加为0，然后count++。这题要用到哈希法，而选择的哈希结构是map，map中的key记录两个数组相加的值，value记录两个数组相加的值出现的次数。把数组A和数组B相加的结果放入集合中，然后遍历数组C和数组D相加的结果，判断0 -（C+D）这个值是否在集合里出现过，因为0 - （C + D） = （A + B）刚好满足题意。

注意这里的count加的是value的值（出现的次数），因为这道题让我们求出有多少种情况即可，倘若数组A和数组B中好几组元素相加的结果都是一样的，那么就要算它们出现的次数，这里是不去重的。

代码

class Solution {
public:
    int fourSumCount(vector& A, vector& B, vector& C, vector& D) {
        unordered_map umap; //key:a+b的数值，value:a+b数值出现的次数
        // 遍历大A和大B数组，统计两个数组元素之和，和出现的次数，放到map中
        for (int a : A) {
            for (int b : B) {
                umap[a + b]++;
            }
        }
        int count = 0; // 统计a+b+c+d = 0 出现的次数
        // 在遍历大C和大D数组，找到如果 0-(c+d) 在map中出现过的话，就把map中key对应的value也就是出现次数统计出来。
        for (int c : C) {
            for (int d : D) {
                if (umap.find(0 - (c + d)) != umap.end()) {
                    count += umap[0 - (c + d)];
                }
            }
        }
        return count;
    }
};

LeetCode383 赎金信

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思路

因为两个字符串是由小写英文字母组成的，所以它们的ASCII码是连续的，那可以采用空间换取时间的哈希策略，用一个长度为26的数组来记录magazine里字母出现的次数。然后再用ransomNote去验证这个数组是否包含了ransomNote所需要的所有字母。

代码

class Solution {
public:
    bool canConstruct(string ransomNote, string magazine) {
        int record[26] = { 0 };
        if(ransomNote.size() > magazine.size())
            return false;
        for (int i = 0; i < magazine.size(); i++)
            record[magazine[i] - 'a']++;
        for (int j = 0; j < ransomNote.size(); j++)
        {
            record[ransomNote[j] - 'a']--;
            if (record[ransomNote[j] - 'a'] < 0)
                return false;
        }
        return true;
    }
};

LeetCode15 三数之和

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思路

这道题与LeetCode454不完全一样，因为这道题去掉了重复的三元组情况，而454那道题没有去重，所以在去重上需要做细节处理。但因为C++还没学到map这里，而且map用的不熟，只能先看视频讲解了。

------------------------------------------------以下是看完视频总结的思路----------------------------------------------------

卡哥建议这题用双指针法，因为用map的话开销会很大，并且去重的细节很难，并不适合这道题。下面来说双指针法的思路，首先，对数组进行排序，然后用i来遍历数组，left指向i的下一个元素，right指向数组末尾元素，现在就是判断nums[i] + nums[left] + nums[right] 与 0的大小关系，如果大于0，说明需要减小这个和，那么就要让right - -；如果小于0，说明需要增大这个和，那么就要让left++；如果等于0，满足题意，记录到一个新数组result中，此时i是固定不动的，然后遍历当前i的所有情况，遍历完之后让i++，遍历第二个i的所有情况，以此类推。

注意如果数组中出现重复的nums[i]、nums[left]、nums[right]，需要对其进行去重。

代码

#include
#include
#include

using namespace std;


class Solution {
public:
    vector> threeSum(vector& nums) {
        vector> result;
        sort(nums.begin(), nums.end());
        // 找出a + b + c = 0
        // a = nums[i], b = nums[left], c = nums[right]
        for (int i = 0; i < nums.size(); i++) {
            // 排序之后如果第一个元素已经大于零，那么无论如何组合都不可能凑成三元组，直接返回结果就可以了
            if (nums[i] > 0) {
                return result;
            }
            // 错误去重a方法，将会漏掉-1,-1,2 这种情况
            /*
            if (nums[i] == nums[i + 1]) {
                continue;
            }
            */
            // 正确去重a方法
            if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) {
                continue;
            }
            int left = i + 1;
            int right = nums.size() - 1;
            while (right > left) {
                // 去重复逻辑如果放在这里，0，0，0 的情况，可能直接导致 right<=left 了，从而漏掉了 0,0,0 这种三元组
                /*
                while (right > left && nums[right] == nums[right - 1]) right--;
                while (right > left && nums[left] == nums[left + 1]) left++;
                */
                if (nums[i] + nums[left] + nums[right] > 0) right--;
                else if (nums[i] + nums[left] + nums[right] < 0) left++;
                else {
                    result.push_back(vector{nums[i], nums[left], nums[right]});
                    // 去重逻辑应该放在找到一个三元组之后，对b 和 c去重
                    while (right > left && nums[right] == nums[right - 1]) right--;
                    while (right > left && nums[left] == nums[left + 1]) left++;

                    // 找到答案时，双指针同时收缩
                    right--;
                    left++;
                }
            }

        }
        return result;
    }
};

LeetCode18 四数之和

题目链接：两数之和

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思路

和三数之和类似，只是去重和剪枝时需要注意细节，

代码

class Solution {
public:
    vector> fourSum(vector& nums, int target) {
        vector> result;
        sort(nums.begin(), nums.end());
        for (int k = 0; k < nums.size(); k++) {
            // 剪枝处理
            if (nums[k] > target && nums[k] >= 0) {
                break; // 这里使用break，统一通过最后的return返回
            }
            // 对nums[k]去重
            if (k > 0 && nums[k] == nums[k - 1]) {
                continue;
            }
            for (int i = k + 1; i < nums.size(); i++) {
                // 2级剪枝处理
                if (nums[k] + nums[i] > target && nums[k] + nums[i] >= 0) {
                    break;
                }

                // 对nums[i]去重
                if (i > k + 1 && nums[i] == nums[i - 1]) {
                    continue;
                }
                int left = i + 1;
                int right = nums.size() - 1;
                while (right > left) {
                    // nums[k] + nums[i] + nums[left] + nums[right] > target 会溢出
                    if ((long)nums[k] + nums[i] + nums[left] + nums[right] > target) {
                        right--;
                        // nums[k] + nums[i] + nums[left] + nums[right] < target 会溢出
                    }
                    else if ((long)nums[k] + nums[i] + nums[left] + nums[right] < target) {
                        left++;
                    }
                    else {
                        result.push_back(vector{nums[k], nums[i], nums[left], nums[right]});
                        // 对nums[left]和nums[right]去重
                        while (right > left && nums[right] == nums[right - 1]) right--;
                        while (right > left && nums[left] == nums[left + 1]) left++;

                        // 找到答案时，双指针同时收缩
                        right--;
                        left++;
                    }
                }

            }
        }
        return result;
    }
};