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代码随想录 哈希表理论基础,有效的字母异位词(LeetCode 242),两个数组的交集 (LeetCode 349),快乐数(LeetCode 202)以及两数之和(LeetCode 1)

开发技术 开发技术 2022-10-02 次浏览

哈希表理论基础

哈希表是根据关键码的值而直接进行访问的数据结构。
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哈希碰撞
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拉链法
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拉链法就是要选择适当的哈希表的大小,这样既不会因为数组空值而浪费大量内存,也不会因为链表太长而在查找上浪费太多时间。
线性探测法
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使用线性探测法,一定要保证tableSize大于dataSize。 我们需要依靠哈希表中的空位来解决碰撞问题。

  • 哈希表分为三类:数组、set和map。数据不大用数组,很大用set,有对应key值用map。
  • 当我们遇到了要快速判断一个元素是否出现集合里的时候,就要考虑哈希法。但是哈希法也是牺牲了空间换取了时间,因为我们要使用额外的数组,set或者是map来存放数据,才能实现快速的查找。
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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。

示例 1: 输入: s = "anagram", t = "nagaram" 输出: true
示例 2: 输入: s = "rat", t = "car" 输出: false

说明: 你可以假设字符串只包含小写字母。
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解法

/**
 * 242. 有效的字母异位词 字典解法
 * 时间复杂度O(m+n) 空间复杂度O(1)
 */
class Solution {
    public boolean isAnagram(String s, String t) {
        int[] record = new int[26];
        //小写字母ASCII为26个连续数值,在原地记录第一个根据字母个数++,第二个根据字母个数--,若26个字母有不为0的则存在字母使这两个词不是字母异位词
        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            record[s.charAt(i) - 'a']++;
        }

        for (int i = 0; i < t.length(); i++) {
            record[t.charAt(i) - 'a']--;
        }
        
        for (int count: record) {
            if (count != 0) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }
}

两个数组的交集

题目

给定两个数组,编写一个函数来计算它们的交集。(不考虑输出结果的顺序)
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思路

  • 哈希set:1. std::set,2. std::multiset,3. std::unordered_set
  • std::set和std::multiset底层实现都是红黑树,std::unordered_set的底层实现是哈希表, 使用unordered_set 读写效率是最高的,并不需要对数据进行排序,而且还不要让数据重复,所以选择unordered_set。
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

class Solution {
    public int[] intersection(int[] nums1, int[] nums2) {
        if (nums1 == null || nums1.length == 0 || nums2 == null || nums2.length == 0) {
            return new int[0];
        }
        Set<Integer> set1 = new HashSet<>();
        Set<Integer> resSet = new HashSet<>();
        //遍历数组1
        for (int i : nums1) {
            set1.add(i);
        }
        //遍历数组2的过程中判断哈希表中是否存在该元素
        for (int i : nums2) {
            if (set1.contains(i)) {
                resSet.add(i);
            }
        }
        //将结果几何转为数组
        return resSet.stream().mapToInt(x -> x).toArray();
    }
}

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 可以变为 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 。
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示例:
输入:19
输出:true
解释:
1^2 + 9^2 = 82
8^2 + 2^2 = 68
6^2 + 8^2 = 100
1^2 + 0^2 + 0^2 = 1

思路

  • 当遇到了要快速判断一个元素是否出现集合里的时候,就要考虑哈希法了。
    题目中说了会 无限循环,那么也就是说求和的过程中,sum会重复出现,如果重复了就是return false, 否则一直找到sum为1为止。
class Solution {
    public boolean isHappy(int n) {
        Set<Integer> record = new HashSet<>();
        while (n != 1 && !record.contains(n)) {
            record.add(n);
            n = getNextNumber(n);
        }
        return n == 1;
    }

    private int getNextNumber(int n) {
        int res = 0;
        while (n > 0) {
            int temp = n % 10;
            res += temp * temp;
            n = n / 10;
        }
        return res;
    }
}
  • Time complexity : O(logn)
  • Space complexity : O(logn)

两数之和

题目

给定一个整数数组 nums 和一个目标值 target,请你在该数组中找出和为目标值的那 两个 整数,并返回他们的数组下标。
你可以假设每种输入只会对应一个答案。但是,数组中同一个元素不能使用两遍。

示例:
给定 nums = [2, 7, 11, 15], target = 9
因为 nums[0] + nums[1] = 2 + 7 = 9
所以返回 [0, 1]

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思路

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public int[] twoSum(int[] nums, int target) {
    int[] res = new int[2];
    if(nums == null || nums.length == 0){
        return res;
    }
    Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
    for(int i = 0; i < nums.length; i++){
        int temp = target - nums[i];
        if(map.containsKey(temp)){
            res[1] = i;
            res[0] = map.get(temp);
        }
        map.put(nums[i], i);
    }
    return res;
}
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