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,哈希表总结

本文主要是介绍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,哈希表总结,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

454.四数相加II

建议:本题是使用Map巧妙解决的问题,好好体会一下哈希法如何提高程序执行效率,降低时间复杂度,当然使用哈希法会提高空间复杂度,但一般来说我们都是舍空间换时间, 工业开发也是这样。

题目链接/文章讲解/视频讲解:代码随想录

重点:

1. 因为要存储前两个数组的不同下标和的键值对 sum: count,后两个数组需要查找这个键值对,所以我们用Map的哈希表

思路:

1. 先把前两个数组的不同下标的和用Map记录下来,然后用0 - 后两个数组的和来对Map进行查找,找到了就加上Map的value值

public static int fourSumCount(int[] nums1, int[] nums2, int[] nums3, int[] nums4) {// 计算有多少组下标对应的数字的和为0int result = 0;// 存放前两个数组的 sum: countMap<Integer, Integer> records = new HashMap<>();for (int i = 0; i < nums1.length; i++) {for (int j = 0; j < nums2.length; j++) {int sum = nums1[i] + nums2[j];records.put(sum, records.getOrDefault(sum, 0) + 1);}}// 用后两个数组的和的负数来在records中查找是否有匹配的// 找到了result += countfor (int i = 0; i < nums3.length; i++) {for (int j = 0; j < nums4.length; j++) {int sum = nums3[i] + nums4[j];if (records.containsKey(-sum)) {result += records.get(-sum);}}}return result;
}

383. 赎金信

建议:本题和242. 有效的字母异位词是一个思路 ,算是拓展题
题目链接/文章讲解: 代码随想录

重点:

1. 因为只有26个字母,所以使用数组来当哈希表结构

思路;

1. 把magazine中出现的每个字符的次数存放到数组中

2. 把ransomNote中出现的每个字符在对应的index上 --

3. 期间如果有某个index的值小于0,说明magazine的字符无法组成ransomNote

public static boolean canConstruct(String ransomNote, String magazine) {int[] magazineCount = new int[26];// 把magazine的字符出现的次数存放进数组for (int i = 0; i < magazine.length(); i++) {magazineCount[magazine.charAt(i) - 'a']++;}// 把ransomNote中出现的字符的对应的数组的值减1// 期间如果有某个值小于0,说明magazine中的字符无法满足ransomNote的组成for (int i = 0; i < ransomNote.length(); i++) {int temp = --magazineCount[ransomNote.charAt(i) - 'a'];if (temp < 0) {return false;}}return true;
}

15. 三数之和

建议:本题虽然和两数之和很像,也能用哈希法,但用哈希法会很麻烦,双指针法才是正解,可以先看视频理解一下双指针法的思路,文章中讲解的,哈希法很麻烦。
题目链接/文章讲解/视频讲解: 代码随想录

重点:

1. 双指针法

思路:

1. 双指针法

(1) 先把数组从小到大排序

(2) 从头开始遍历排序好的数组,如果i = i - 1,直接continue对 i 进行去重,并定义一个left = i + 1, right = nums.length - 1

(3) 不断的移动left和right,当i + left + right小于0时说明sum太小了,需要变大,因为是排序好的数组,直接把left++就可以把left移动到更大的数去了

(4) 不断的移动left和right,当i + left + right大于0时说明sum太大了,需要变小,因为是排序好的数组,直接把right--就可以把right移动到更小的数去了

(5) 当i + left + right等于0时,把这三个值存放到result中,接下来要对left和right分别去重。如果left = left + 1, left++。如果right = right - 1,right--

public static List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {// 先把数组从小到大排序Arrays.sort(nums);List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();for (int i = 0; i < nums.length; i++) {// 如果i所指的数都已经大于0了,后面的数又都比它大,直接returnif (nums[i] > 0) {return result;}// 如果i所指的数和它前面的数相等,说明这个数已经被判断过了,continueif (i >= 1 && nums[i] == nums[i - 1]) {continue;}// 两个指针,一个指i + 1,一个指数组末尾int left = i + 1;int right = nums.length - 1;while (left < right) {int sum = nums[i] + nums[left] + nums[right];if (sum > 0) {// 当三数之和大于0时,证明需要减小,把right往前移一个right--;} else if (sum < 0) {// 当三数之和小于0时,证明需要变大,把left往后移一个left++;} else {// 当三数之和等于0时,需要对left和right所指的数分别去重result.add(Arrays.asList(nums[i], nums[left], nums[right]));while (left < right && nums[left + 1] == nums[left]) {left++;}while (left < right && nums[right - 1] == nums[right]) {right--;}// 为什么同时移动两个指针?// 因为如果只移动了right,你前面两数i和left都已经固定了,// 为了三数和为0,你right也相当于是固定的,// 也就是说i和left都已经判断过了,right也相当于判断过了。// 所以当上面的去重操作完成之后,left和right肯定同时移动的left++;right--;}}}return result;
}

18. 四数之和

建议: 要比较一下,本题和454. 四数相加II 的区别,为什么454.四数相加II 会简单很多,这个想明白了,对本题理解就深刻了。 本题思路整体和三数之和一样的,都是双指针,但写的时候有很多小细节,需要注意,建议先看视频。 

题目链接/文章讲解/视频讲解:代码随想录

重点:

1. 双指针法

思路:

1. 双指针法

(1) 先把数组从小到大排序

(2) 两个for循环,第一个for循环 i 从头开始,第二个for循环从上一个循环 i + 1 开始

(3) 不断的移动left和right,当i + j + left + right小于0时说明sum太小了,需要变大,因为是排序好的数组,直接把left++就可以把left移动到更大的数去了

(4) 不断的移动left和right,当i + j + left + right大于0时说明sum太大了,需要变小,因为是排序好的数组,直接把right--就可以把right移动到更小的数去了

(5) 当i + j + left + right等于0时,把这四个值存放到result中,接下来要对left和right分别去重。如果left = left + 1, left++。如果right = right - 1,right--

(6) 把 j 移动到下一个,接着判断

public static List<List<Integer>> fourSum(int[] nums, int target) {List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();// 先从小到大排序数组Arrays.sort(nums);for (int i = 0; i < nums.length - 1; i++) {// 如果nums[i]已经大于target了,并且nums[i]已经大于0// nums[i]已经大于0说明后面的数肯定也都大于0,直接返回if (nums[i] > target && nums[i] > 0) {return result;}// 如果当前nums[i]和前一个数一样,跳过if (i >= 1 && nums[i] == nums[i - 1]) {continue;}for (int j = i + 1; j < nums.length; j++) {// 如果i和j已经相差两个,并且nums[j]和前一个数一样,跳过if (j > i + 1 && nums[j] == nums[j - 1]) {continue;}// 两个指针,一个指j + 1,一个指数组末尾int left = j + 1;int right = nums.length - 1;while (left < right) {long sum = (long)nums[i] + nums[j] + nums[left] + nums[right];if (sum > target) {// 当四数之和大于target时,证明需要减小,把right往前移一个right--;} else if (sum < target) {// 当四数之和小于target时,证明需要变大,把left往后移一个left++;} else {// 当四数之和等于target时,需要对left和right所指的数分别去重result.add(Arrays.asList(nums[i], nums[j], nums[left], nums[right]));while (left < right && nums[left + 1] == nums[left]) {left++;}while (left < right && nums[right - 1] == nums[right]) {right--;}left++;right--;}}}}return result;
}

哈希表总结

哈希表理论知识

一般来说哈希表都是用来快速判断一个元素是否出现集合里

对于哈希表,要知道哈希函数哈希碰撞在哈希表中的作用:

  • 哈希函数是把传入的key映射到符号表的索引上。
  • 哈希碰撞处理有多个key映射到相同索引上时的情景,处理碰撞的普遍方式是拉链法和线性探测法。

接下来是常见的三种哈希结构:

  • 数组
  • set(集合)
  • map(映射)

哈希经典题目

数组作为哈希表

一些应用场景就是为数组量身定做的。

在242.有效的字母异位词 (opens new window)中,我们提到了数组就是简单的哈希表,但是数组的大小是受限的!这道题目包含小写字母,那么使用数组来做哈希最合适不过。

在383.赎金信 (opens new window)中同样要求只有小写字母,那么就给我们浓浓的暗示,用数组!

一些同学可能想,用数组干啥,都用map不就完事了。

上面两道题目用map确实可以,但使用map的空间消耗要比数组大一些,因为map要维护红黑树或者符号表,而且还要做哈希函数的运算。所以数组更加简单直接有效!

set作为哈希表

在349. 两个数组的交集 (opens new window)中我们给出了什么时候用数组就不行了,需要用set。这道题目没有限制数值的大小,就无法使用数组来做哈希表了。

主要因为如下两点:

  • 数组的大小是有限的,受到系统栈空间(不是数据结构的栈)的限制。
  • 如果数组空间够大,但哈希值比较少、特别分散、跨度非常大,使用数组就造成空间的极大浪费。

所以此时一样的做映射的话,就可以使用set了。

map作为哈希表

在1.两数之和 (opens new window)中map正式登场。

来说一说,使用数组和set来做哈希法的局限:

  • 数组的大小是受限制的,而且如果元素很少,而哈希值太大会造成内存空间的浪费。
  • set是一个集合,里面放的元素只能是一个key,而两数之和这道题目,不仅要判断y是否存在而且还要记录y的下标位置,因为要返回x和y的下标。所以set也不能用。

map是一种<key, value>的结构,本题可以用key保存数值,用value在保存数值所在的下标。所以使用map最为合适。

在454.四数相加 (opens new window)中我们提到了其实需要哈希的地方都能找到map的身影。

本题咋眼一看好像和18. 四数之和 (opens new window),15.三数之和 (opens new window)差不多,其实差很多!

关键差别是本题为四个独立的数组,只要找到A[i] + B[j] + C[k] + D[l] = 0就可以,不用考虑重复问题,而18. 四数之和 (opens new window),15.三数之和 (opens new window)是一个数组(集合)里找到和为0的组合,可就难很多了!

所以18. 四数之和,15.三数之和都推荐使用双指针法!

总结

对于哈希表的知识相信很多同学都知道,但是没有成体系。

本篇我们从哈希表的理论基础到数组、set和map的经典应用,把哈希表的整个全貌完整的呈现给大家。

同时也强调虽然map是万能的,详细介绍了什么时候用数组,什么时候用set

相信通过这个总结篇,大家可以对哈希表有一个全面的了解。

这篇关于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,哈希表总结的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/704280

相关文章

C++使用栈实现括号匹配的代码详解

《C++使用栈实现括号匹配的代码详解》在编程中,括号匹配是一个常见问题,尤其是在处理数学表达式、编译器解析等任务时,栈是一种非常适合处理此类问题的数据结构,能够精确地管理括号的匹配问题,本文将通过C+... 目录引言问题描述代码讲解代码解析栈的状态表示测试总结引言在编程中,括号匹配是一个常见问题,尤其是在

Java调用DeepSeek API的最佳实践及详细代码示例

《Java调用DeepSeekAPI的最佳实践及详细代码示例》:本文主要介绍如何使用Java调用DeepSeekAPI,包括获取API密钥、添加HTTP客户端依赖、创建HTTP请求、处理响应、... 目录1. 获取API密钥2. 添加HTTP客户端依赖3. 创建HTTP请求4. 处理响应5. 错误处理6.

使用 sql-research-assistant进行 SQL 数据库研究的实战指南(代码实现演示)

《使用sql-research-assistant进行SQL数据库研究的实战指南(代码实现演示)》本文介绍了sql-research-assistant工具,该工具基于LangChain框架,集... 目录技术背景介绍核心原理解析代码实现演示安装和配置项目集成LangSmith 配置(可选)启动服务应用场景

Python中顺序结构和循环结构示例代码

《Python中顺序结构和循环结构示例代码》:本文主要介绍Python中的条件语句和循环语句,条件语句用于根据条件执行不同的代码块,循环语句用于重复执行一段代码,文章还详细说明了range函数的使... 目录一、条件语句(1)条件语句的定义(2)条件语句的语法(a)单分支 if(b)双分支 if-else(

MySQL数据库函数之JSON_EXTRACT示例代码

《MySQL数据库函数之JSON_EXTRACT示例代码》:本文主要介绍MySQL数据库函数之JSON_EXTRACT的相关资料,JSON_EXTRACT()函数用于从JSON文档中提取值,支持对... 目录前言基本语法路径表达式示例示例 1: 提取简单值示例 2: 提取嵌套值示例 3: 提取数组中的值注意

CSS3中使用flex和grid实现等高元素布局的示例代码

《CSS3中使用flex和grid实现等高元素布局的示例代码》:本文主要介绍了使用CSS3中的Flexbox和Grid布局实现等高元素布局的方法,通过简单的两列实现、每行放置3列以及全部代码的展示,展示了这两种布局方式的实现细节和效果,详细内容请阅读本文,希望能对你有所帮助... 过往的实现方法是使用浮动加

JAVA调用Deepseek的api完成基本对话简单代码示例

《JAVA调用Deepseek的api完成基本对话简单代码示例》:本文主要介绍JAVA调用Deepseek的api完成基本对话的相关资料,文中详细讲解了如何获取DeepSeekAPI密钥、添加H... 获取API密钥首先,从DeepSeek平台获取API密钥,用于身份验证。添加HTTP客户端依赖使用Jav

Java实现状态模式的示例代码

《Java实现状态模式的示例代码》状态模式是一种行为型设计模式,允许对象根据其内部状态改变行为,本文主要介绍了Java实现状态模式的示例代码,文中通过示例代码介绍的非常详细,需要的朋友们下面随着小编来... 目录一、简介1、定义2、状态模式的结构二、Java实现案例1、电灯开关状态案例2、番茄工作法状态案例

nginx-rtmp-module模块实现视频点播的示例代码

《nginx-rtmp-module模块实现视频点播的示例代码》本文主要介绍了nginx-rtmp-module模块实现视频点播,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习... 目录预置条件Nginx点播基本配置点播远程文件指定多个播放位置参考预置条件配置点播服务器 192.

Python中连接不同数据库的方法总结

《Python中连接不同数据库的方法总结》在数据驱动的现代应用开发中,Python凭借其丰富的库和强大的生态系统,成为连接各种数据库的理想编程语言,下面我们就来看看如何使用Python实现连接常用的几... 目录一、连接mysql数据库二、连接PostgreSQL数据库三、连接SQLite数据库四、连接Mo