LC2013检测正方形设计题:哈希表运用、数组模拟哈希表

前言

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  • 每日一题:LeetCode:2013.检测正方形
    • 时间:2022-01-26
    • 力扣难度:Medium
    • 个人难度:Medium-
    • 算法:模拟、数学、递归

LeetCode每日一题.jpg

2022-01-26:LeetCode:2013.检测正方形

1. 题目描述

  • 题目:原题链接

    • 给你一个在 X-Y 平面上的点构成的数据流。设计一个满足下述要求的算法:
      • 添加 一个在数据流中的新点到某个数据结构中。可以添加 重复的点,并会视作不同的点进行处理。
      • 给你一个查询点,请你从数据结构中选出三个点,使这三个点和查询点一同构成一个 面积为正的轴对齐正方形 ,统计满足该要求的方案数目。
    • 轴对齐正方形是一个正方形,除四条边长度相同外,还满足每条边都与 x-轴 或 y-轴 平行或垂直。
    • 实现 DetectSquares 类:
      • DetectSquares() 使用空数据结构初始化对象
      • void add(int[] point) 向数据结构添加一个新的点 point = [x, y]
      • int count(int[] point) 统计按上述方式与点 point = [x, y] 共同构造 轴对齐正方形 的方案数。
    • point.length == 2
    • 0 <= x, y <= 1000
    • 调用 addcount总次数 最多为 5000

2. 方法一:哈希表 & 计数

  • 思路

    • 本题要求出给定一个点和已有的点可以组成的轴对称正方形的个数(明明不是轴对称,翻译整段垮掉)
    • 首先,可以使用哈希表来储存每个点,由于题目中明确说明点可以重复,所以哈希表的key存点的坐标,value存个数即可
    • 其次,因为轴对称正方形的边只能平行垂直于坐标轴,所以我们可以通过输入的点的横纵坐标,确定正方形的位置
    • 然后,直接遍历哈希表,判断当前元素是否和输入点的横坐标或者纵坐标相等,如果相等,该点为正方形的第二个点,且相当于正方形的边长确定了,即其他两个点的位置也确定了,直接去哈希表里查找点的个数,最后求出总和即可
    • 此外,由于点可以重复,所以结果每个正方形的个数应该是其他三个点个数的乘积
    • 数组因为在哈希的时候是比较地址,所以哈希表的Key不能直接用数组形式的点,而是可以用以下几种方式
      • key为List,存点的横纵坐标,value计数
      • 自定义一个结构作为key,value计数
      • key放横坐标,value嵌套一个Map或者其他集合,存放纵坐标和计数
      • 观察本题的数据规模,横纵坐标都在0到1000之间,直接可以使用二维数组表示横纵坐标,值表示计数
  • 题解

    class DetectSquares {
        Map<Integer, Map<Integer, Integer>> pointMap;
    
        public DetectSquares() {
            pointMap = new HashMap<Integer, Map<Integer, Integer>>();
        }
    
        public void add(int[] point) {
            int x = point[0], y = point[1];
            Map<Integer, Integer> map = pointMap.getOrDefault(y, new HashMap<>());
            map.put(x, map.getOrDefault(x, 0) + 1);
            pointMap.put(y, map);
        }
    
        public int count(int[] point) {
            int count = 0;
            int edge = 0;
            int x = point[0], y = point[1];
            if (!pointMap.containsKey(y)) return 0;
            Map<Integer, Integer> yMap = pointMap.get(y);
            Set<Map.Entry<Integer, Map<Integer, Integer>>> entries = pointMap.entrySet();
            for (Map.Entry<Integer, Map<Integer, Integer>> entry : entries) {
                int col = entry.getKey();
                Map<Integer, Integer> map = entry.getValue();
                if (col != y) {
                    edge = col - y;
                    count += map.getOrDefault(x, 0) * yMap.getOrDefault(x + edge, 0) * map.getOrDefault(x + edge, 0);
                    count += map.getOrDefault(x, 0) * yMap.getOrDefault(x - edge, 0) * map.getOrDefault(x - edge, 0);
                }
            }
            return count;
        }
    }
    
  • 查询正方形个数方法的复杂度分析:n 是点的个数

    • 时间复杂度:O(n)
    • 空间复杂度:O(1)

最后

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