算法刷题Day6 | 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

本文主要是介绍算法刷题Day6 | 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，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！

• 🙋‍♂️ 作者：海码007
• 📜 专栏：算法专栏
• 💥 标题：算法刷题Day6 | 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
• ❣️ 寄语：书到用时方恨少，事非经过不知难！

0 哈希表 哈希函数

• 🎈 文档讲解：代码随想录
• 🎈 视频讲解：b站视频

下面是我对这两个概念的一些理解：

想使用哈希方法解决问题的时候（一般遇到判断某个元素是否在某个集合中出现的时候就用哈希表），一般常用如下三种数据结构

• 数组
• set（集合）
• map（映射）

1 有效的字母异位词

• 🎈 文档讲解：代码随想录
• 🎈 视频讲解：
• 🎈 做题状态：顺利写出来

1.1 string的回顾

不足：string字符串的遍历有点忘记了，下面总结一下遍历string字符串的几种方式：

• 使用 operator [] 进行遍历。 string s； s[0]
• 使用迭代器遍历，因为string也是属于stl中的容器，所以也可以使用迭代器。 string::iterator sit = s.begin()
• 使用 auto subS ：s 的方式进行遍历

1. operator [ ]

int StrToInt1(string s)
{int value = 0;for (size_t i = 0; i < s.size(); i++){value *= 10;value += s[i] - '0';}return value;
}

2. 迭代器

int StrToInt2(string s)
{int value = 0;string::iterator sit = s.begin();while (sit != s.end()){value *= 10;value += *sit - '0';sit++;}return value;
}

3. 新式for循环 auto

int StrToInt3(string s)
{int value = 0;for (auto e : s){value *= 10;value += e - '0';}return value;
}

1.2 我的代码

思路：首先将 单个字符 和 ASCII码 联系起来，这样利用ASCII码作为数组的下标索引，然后保存对应的 字符数据。
可以发现这就是哈希的思想，计算机不能直接对 字符 进行索引，但是我们可以将字符转换成 整数index 这样保存到数组中就可以直接索引到元素。

class Solution {
public:bool isAnagram(string s, string t) {// a的ASCII码是97，z的ASCII码是122// 新建一个数组，大小为（122-97+1）int arr[26] = {0};// 遍历字符串s，数组对应下标元素加一for (auto subS : s){int index = subS - 97;arr[index]++;}// 遍历字符串t，数组对应下标元素减一for (auto subT : t){int index = subT - 97;arr[index]--;}// 遍历 arr 数组如果元素全部为0，则返回truefor (int i = 0; i < 26; i++){if (arr[i] != 0){return false;}}return true;}
};

2 两个数组的交集

• 🎈 文档讲解：
• 🎈 视频讲解：https://www.bilibili.com/video/BV1ba411S7wu/?vd_source=d499e7f3a8e68e2b173b1c6f068b2147
• 🎈 做题状态：题目意思一开始理解错了，原来只要找到有相同元素的就行。我理解成要找出一个子序列相交

2.1 unordered_set 介绍

当然！让我们谈谈 C++ 中的 std::unordered_set。这是一个有趣的容器，它提供了快速的搜索、插入和删除唯一对象的功能。以下是关键要点：

1. std::unordered_set 是什么？

   • std::unordered_set 是 C++ 中的一种 关联容器。
   • 它保存了一组指定类型（我们称之为 Key）的 唯一对象。
   • 与 std::set 不同，std::unordered_set 中的元素 不按特定顺序排序。
   • 内部根据它们的哈希值将元素组织到 桶 中。

2. 复杂度：

   • 搜索、插入和删除操作的 平均时间复杂度 都是常数时间。
   • 实际性能取决于哈希函数的质量和元素数量。

3. 成员函数：

   • begin()、end()、empty()、size()、insert()、erase()、clear() 等等。
   • 你还可以使用 emplace() 来高效地插入元素。

4. 哈希：

   • 哈希函数决定了元素属于哪个桶。
   • 如果需要，你可以自定义哈希函数。

5. 示例用法：

   #include <iostream>
   #include <unordered_set>int main() {std::unordered_set<int> mySet;mySet.insert(42);mySet.insert(17);mySet.insert(99);for (const auto& value : mySet) {std::cout << value << " ";}// 输出：99 42 17return 0;
   }
   

6. 记住：

   • std::unordered_set 中的元素是 唯一的（没有重复项）。
   • 当你需要快速查找且不关心顺序时，可以使用它。

想要了解更多细节，请查阅 C++ 参考文档 或者探索一些实际示例！ 🚀🔍

2.2 我的解题（set）

1. 使用数组（由于题目中，数组总数量不超过1000，所以可以直接用数组作为哈希表，这样可以提高效率）

    vector<int> intersection(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) {unordered_set<int> result;// 初始化哈希set，这样重复的数字直接去除了int hashMap[1001] = {0};for (int i = 0; i < nums1.size(); i++){// 将 nums1 数组映射到 hashMap 中hashMap[nums1[i]] = 1;}for (int i = 0; i < nums2.size(); i++){// 将 nums1 数组映射到 hashMap 中if (hashMap[nums2[i]] == 1){result.insert(nums2[i]);}}vector<int> v_result(result.begin(), result.end());return v_result;}

2. 使用 unordered_set 制作哈希表，当哈希表元素总量不确定时，用 unordered_set 容器比较好

class Solution {
public:vector<int> intersection(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) {// 初始化哈希set，这样重复的数字直接去除了unordered_set<int> hashMap(nums1.begin(), nums1.end());unordered_set<int> result;for (int i = 0; i < nums2.size(); i++){auto search = hashMap.find(nums2[i]);if (search != hashMap.end()){// 如果找到一个元素有交集，则插入result中result.insert(nums2[i]);}}vector<int> v_result(result.begin(), result.end());return v_result;}
};

3 快乐数

• 🎈 文档讲解：https://programmercarl.com/0202.%E5%BF%AB%E4%B9%90%E6%95%B0.html#%E6%80%9D%E8%B7%AF
• 🎈 视频讲解：
• 🎈 做题状态：对怎么样进去数的拆分求和都忘记了

3.1 我的解题（set）

注意点： hashMap.find(sum) != hashMap.end() 表示找到相同的元素。 有点反逻辑明明是相同，判断条件里确实 != 。

让我们来解释一下：

1. 首先，让我们看一下 hashMap.find(sum) 的含义。在 C++ 中，std::unordered_map 的 find 函数用于查找给定键（sum）是否存在于哈希表中。如果找到了相应的键，则返回指向该键的迭代器；否则，返回指向哈希表末尾的迭代器（即 hashMap.end()）。

2. 现在，我们来看看条件 hashMap.find(sum) != hashMap.end()：

   • 如果 hashMap.find(sum) 返回的迭代器不等于 hashMap.end()，那么表示找到了相同的元素。
   • 如果 hashMap.find(sum) 返回的迭代器等于 hashMap.end()，那么表示没有找到相同的元素。

因此，虽然看起来有点反直觉，但这个条件确实是用于判断是否找到了相同的元素。🙂

class Solution {
public:bool isHappy(int n) {// 将求出来的和放入哈希表中// 当放入时已经有重复出现的数的话，则直接返回false，否则知道sum等于1返回trueunordered_set<int> hashMap;int sum = 0;while(true){// 1. 对n进行拆分求和sum = 0;while(n != 0){cout << "n = " << n << endl;sum += (n%10) * (n%10);n /= 10;}cout << "sum = " << sum << endl;// 当sum为1的时候，直接返回trueif (sum == 1) return true;// 判断是否已经是第二次出现，如果不是，则将sum存入哈希表中auto search = hashMap.find(sum);if ( search != hashMap.end() ){// 如果已经是第二次出现，则直接返回falsereturn false;}hashMap.insert(sum);// 将n重新赋值n = sum;}}
};

4 两数之和

• 🎈 文档讲解：
• 🎈 视频讲解：
• 🎈 做题状态：之前已经用暴力求解做出来了，但是哈希的方式没想出来

4.1 暴力求解

class Solution {
public:std::vector<int> twoSum(std::vector<int>& nums, int target) {std::vector<int> result;int sum;for (int i = 0; i < nums.size() - 1; i++) {for (int j = i + 1; j < nums.size(); j++) { // 修改此处的循环条件sum = nums[i] + nums[j];if (sum == target) {result.push_back(i);result.push_back(j);return result;}}}// 如果没有找到符合条件的索引，可以返回一个空的 vectorreturn result;}
};

4.2 map的使用

当谈到使用 unordered_map 时，我们通常是在处理键值对的无序集合。下面详细介绍了 unordered_map 的创建、插入、删除以及其他操作的方法和时间复杂度：

1. 创建和定义 unordered_map：

   • 使用默认构造函数创建空的 unordered_map：

     std::unordered_map<std::string, int> umap;
     

   • 在创建时进行初始化：

     std::unordered_map<std::string, std::string> umap {{"Python教程", "[9](http://c.biancheng.net/stl/)"},{"Java教程", "[10](http://c.biancheng.net/java/)"}
     };
     

2. 插入元素：

   • 使用 emplace() 方法插入键值对：

     umap.emplace("C++教程", "[11](http://c.biancheng.net/cplus/)");
     

   • insert() 方法：
     使用 insert() 方法可以将键值对元素添加到 unordered_map 中。语法格式有两种：

     • 以普通方式传递参数：

       std::unordered_map<int, std::string> umap;
       umap.insert(std::make_pair(1, "hello"));
       

     • 以右值引用的方式传递参数（C++11 及以上版本）：

       umap.insert({2, "world"});
       

   • insert_or_assign() 方法：
     使用 insert_or_assign() 方法可以插入元素，或者如果键已存在，则赋值给当前元素。示例：

     umap.insert_or_assign(3, "new value");
     

   • try_emplace() 方法：
     使用 try_emplace() 方法，如果键不存在，则原位插入；如果键已存在，则不做任何操作。示例：

     umap.try_emplace(4, "another value");
     

   • emplace_hint() 方法：
     使用 emplace_hint() 方法可以在指定位置原位构造元素。示例：

     auto hint = umap.begin();
     umap.emplace_hint(hint, 5, "hinted value");
     

3. 访问元素：

   • 使用 [] 运算符或 at() 方法访问元素：

     std::string python_url = umap["Python教程"];
     // 或者
     std::string java_url = umap.at("Java教程");
     

4. 删除元素：

   • 使用 erase() 方法删除指定键的元素：

     umap.erase("Java教程");
     

5. 其他操作：

   • 迭代器：可以使用迭代器遍历 unordered_map 中的元素。
   • 大小：使用 size() 方法获取元素个数。

6. 时间复杂度：

   • 插入、查找、删除操作的平均时间复杂度为 O(1)，但在最坏情况下可能为 O(n)（例如哈希冲突）。
   • 注意，这里的时间复杂度是平均情况下的估计，实际性能可能受到哈希函数和数据分布的影响。

总之，unordered_map 是一个适用于需要快速插入、删除和查找数据的场景的容器。在选择使用 map 还是 unordered_map 时，需要根据具体的需求来进行选择。¹²³⁴

4.3 哈希表（map）

本题的重要三点内容：

• 为什么想到用哈希表
• 为什么使用map作为哈希表，而不是set
• 本题map是保存了什么数据，什么是键，什么是值

使用 unordered_set 作为哈希表时，存在一个问题，就是找到了那两个元素之后，只能知道元素的值和其中一个元素的下标，另一个元素的下标未知。因为 unordered_set 只保存了键。缺陷代码如下：

class Solution {
public:std::vector<int> twoSum(std::vector<int>& nums, int target) {unordered_set<int> hashMap(nums.begin(), nums.end());for (int i = 0; i < nums.size(); i++){if (hashMap.find(target - nums[i]) != hashMap.end()){cout << "找到了" << endl;// 无法确定另一个元素的索引值std::vector<int> v_result = {i, target - nums[i]};return v_result;}}return nums;}
};

所以需要使用 unordered_map 容器key用来存放元素值，value用来存放索引。

我的思路：先遍历将 vector 的元素值和索引存入 map 中，然后遍历 vector 判断 target - nums[i] 是否在 map 容器中如果存在，则返回。

代码随想录：直接遍历 vector 判断 target - nums[i] 是否在 map 容器中如果存在则返回，如果不存在则插入当前的值。

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++){auto iter = map.find(target - nums[i]);if (iter != map.end()){return {iter->second, i};}// 将 nums 中的元素值和索引插入 map 中map.insert(pair<int, int> (nums[i], i));}return {};}
};

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