2022-10-17 算法训练第六天 (哈希表理论基础,242.有效的字母异位词,349.两个数组的交集,202.快乐数,1.两数之和)

242. 有效的字母异位词

解题思路:暴力解法就是两层for循环,另一种思路就是采用哈希表的方法。

首先定义一个可以刚好存放所有字母的数组,并且每个元素初始化为0。
接着首先对第一个字符串每个元素进行遍历,取出每个字符和a相减,相减可以得到当前字符在26个字母中所处的位置,然后将这个数字作为索引,让记录结果的数组result相应位置加上一。上述过程中,字母与result对应位置相互映射,形成了一个哈希表的结构。
接着遍历第二个字符串,同样通过和a的相减运算,得到了字符串中各个字符在result的位置映射,然后在相应位置做自减操作。
最终对结果数组进行遍历,查找是否有不等于0的位置,如果有,说明两字符串不满足要求,返回false。否则为真。

class Solution {
public:
    bool isAnagram(string s, string t) {
        int record[26] = {0};
        for (int i = 0; i < s.size(); i++) {
            // 并不需要记住字符a的ASCII,只要求出一个相对数值就可以了
            record[s[i] - 'a']++;
        }
        for (int i = 0; i < t.size(); i++) {
            record[t[i] - 'a']--;
        }
        for (int i = 0; i < 26; i++) {
            if (record[i] != 0) {
                // record数组如果有的元素不为零0,说明字符串s和t 一定是谁多了字符或者谁少了字符。
                return false;
            }
        }
        // record数组所有元素都为零0,说明字符串s和t是字母异位词
        return true;
    }
};

349. 两个数组的交集

解题思路:

这个题目也属于哈希表相关的题目,用到的数据结构叫做unordered_set,该容器的读取速率很高,而且不存在重复数据。当数组的元素数目很多的时候,使用数组会浪费较大的内存。
首先是用unordered_set的result_set来存放结果,再新建nums_set用于存放第一个数组。
接着遍历第二个数组中的每一个元素,通过find函数在nums_set中找该元素,找到的话,该函数会返回那个元素的迭代器,并将该元素放到结果数组中。如果不存在就会返回end()迭代器。
遍历完毕之后,由于结果都保存在了result中,返回值的类型要求是vector,所以将结果重新放到一个vector容器中。

class Solution {
public:
    vector<int> intersection(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) {
        unordered_set<int> result_set; // 存放结果
        unordered_set<int> nums_set(nums1.begin(), nums1.end());
        for (int num : nums2) {
            // 发现nums2的元素 在nums_set里又出现过
            if (nums_set.find(num) != nums_set.end()) {
                result_set.insert(num);
            }
        }
        return vector<int>(result_set.begin(), result_set.end());
    }
};

当然本道题,如果对数组大小划定了范围,那么依然可以采用数组,完成哈希表的映射:把数组的数值映射到新的哈希数组的索引。

class Solution {
public:
    vector<int> intersection(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) {
        unordered_set<int> result_set; // 存放结果,之所以用set是为了给结果集去重
        int hash[1005] = {0}; // 默认数值为0
        for (int num : nums1) { // nums1中出现的字母在hash数组中做记录
            hash[num] = 1;
        }
        for (int num : nums2) { // nums2中出现话,result记录
            if (hash[num] == 1) {
                result_set.insert(num);
            }
        }
        return vector<int>(result_set.begin(), result_set.end());
    }
};

202. 快乐数

解题思路:

当需要快速判断一个元素是否出现在一个集合中的时候,就可以考虑使用哈希法。
本题目的意思是,针对于一个整形数,每个数位上的数字求平方和,得到一个新的数字,然后继续同样的操作。
首先定义一个函数来完成对数字的每个位上的数字进行平方和操作。
然后,定义一个set集合,数据类型为unodered_set。接着定义一个死循环,不断进行求平方和操作,判断结果是否等一,结果是一的话,返回true。如果不为一,判断这个数之前是否出现过,如果出现过,说明陷入循环,但结果不为一,返回false。

class Solution {
public:
    // 取数值各个位上的单数之和
    int getSum(int n) {
        int sum = 0;
        while (n) {
            sum += (n % 10) * (n % 10);
            n /= 10;
        }
        return sum;
    }
    bool isHappy(int n) {
        unordered_set<int> set;
        while(1) {
            int sum = getSum(n);
            if (sum == 1) {
                return true;
            }
            // 如果这个sum曾经出现过,说明已经陷入了无限循环了,立刻return false
            if (set.find(sum) != set.end()) {
                return false;
            } else {
                set.insert(sum);
            }
            n = sum;
        }
    }
};

1. 两数之和

解题思路:

由于改题目不仅需要确定是否存在,还要返回对应元素的索引,所以无法使用数组或集合,它们都只能映射为索引。但是map结构却可以映射为索引和值的组合。
首先遍历目标数组中的每个元素,然后找map中是否有有一个元素,它的值为目标值和当前元素的差值,也就是另一个目标元素的值。将返回值的迭代器返回给iter,用迭代器判断是否存在该目标值是否存在,如果存在,返回这个值的迭代器和当前元素的索引。如果返回的迭代器为end(),说明不存在,那么就将这个元素插入到map中。
如果直到遍历结束,都找不到这样的值,返回一个空vector。

class Solution {
public:
    vector<int> twoSum(vector<int>& nums, int target) {
        std::unordered_map <int,int> map;
        for(int i = 0; i < nums.size(); i++) {
            // 遍历当前元素,并在map中寻找是否有匹配的key
            auto iter = map.find(target - nums[i]); 
            if(iter != map.end()) {
                return {iter->second, i};
            }
            // 如果没找到匹配对,就把访问过的元素和下标加入到map中
            map.insert(pair<int, int>(nums[i], i)); 
        }
        return {};
    }
};
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