2022-10-17 算法訓練第六天 (哈希表理論基礎,242.有效的字母異位詞,349.兩個數組的交集,202.快樂數,1.兩數之和)

242. 有效的字母異位詞

解題思路:暴力解法就是兩層for循環,另一種思路就是采用哈希表的方法。

首先定義一個可以剛好存放所有字母的數組,并且每個元素初始化為0。
接著首先對第一個字符串每個元素進行遍歷,取出每個字符和a相減,相減可以得到當前字符在26個字母中所處的位置,然后將這個數字作為索引,讓記錄結果的數組result相應位置加上一。上述過程中,字母與result對應位置相互映射,形成了一個哈希表的結構。
接著遍歷第二個字符串,同樣通過和a的相減運算,得到了字符串中各個字符在result的位置映射,然后在相應位置做自減操作。
最終對結果數組進行遍歷,查找是否有不等于0的位置,如果有,說明兩字符串不滿足要求,返回false。否則為真。

class Solution {
public:
    bool isAnagram(string s, string t) {
        int record[26] = {0};
        for (int i = 0; i < s.size(); i++) {
            // 并不需要記住字符a的ASCII,只要求出一個相對數值就可以了
            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數組如果有的元素不為零0,說明字符串s和t 一定是誰多了字符或者誰少了字符。
                return false;
            }
        }
        // record數組所有元素都為零0,說明字符串s和t是字母異位詞
        return true;
    }
};

349. 兩個數組的交集

解題思路:

這個題目也屬于哈希表相關的題目,用到的數據結構叫做unordered_set,該容器的讀取速率很高,而且不存在重復數據。當數組的元素數目很多的時候,使用數組會浪費較大的內存。
首先是用unordered_set的result_set來存放結果,再新建nums_set用于存放第一個數組。
接著遍歷第二個數組中的每一個元素,通過find函數在nums_set中找該元素,找到的話,該函數會返回那個元素的迭代器,并將該元素放到結果數組中。如果不存在就會返回end()迭代器。
遍歷完畢之后,由于結果都保存在了result中,返回值的類型要求是vector,所以將結果重新放到一個vector容器中。

class Solution {
public:
    vector<int> intersection(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) {
        unordered_set<int> result_set; // 存放結果
        unordered_set<int> nums_set(nums1.begin(), nums1.end());
        for (int num : nums2) {
            // 發現nums2的元素 在nums_set里又出現過
            if (nums_set.find(num) != nums_set.end()) {
                result_set.insert(num);
            }
        }
        return vector<int>(result_set.begin(), result_set.end());
    }
};

當然本道題,如果對數組大小劃定了范圍,那么依然可以采用數組,完成哈希表的映射:把數組的數值映射到新的哈希數組的索引。

class Solution {
public:
    vector<int> intersection(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) {
        unordered_set<int> result_set; // 存放結果,之所以用set是為了給結果集去重
        int hash[1005] = {0}; // 默認數值為0
        for (int num : nums1) { // nums1中出現的字母在hash數組中做記錄
            hash[num] = 1;
        }
        for (int num : nums2) { // nums2中出現話,result記錄
            if (hash[num] == 1) {
                result_set.insert(num);
            }
        }
        return vector<int>(result_set.begin(), result_set.end());
    }
};

202. 快樂數

解題思路:

當需要快速判斷一個元素是否出現在一個集合中的時候,就可以考慮使用哈希法。
本題目的意思是,針對于一個整形數,每個數位上的數字求平方和,得到一個新的數字,然后繼續同樣的操作。
首先定義一個函數來完成對數字的每個位上的數字進行平方和操作。
然后,定義一個set集合,數據類型為unodered_set。接著定義一個死循環,不斷進行求平方和操作,判斷結果是否等一,結果是一的話,返回true。如果不為一,判斷這個數之前是否出現過,如果出現過,說明陷入循環,但結果不為一,返回false。

class Solution {
public:
    // 取數值各個位上的單數之和
    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;
            }
            // 如果這個sum曾經出現過,說明已經陷入了無限循環了,立刻return false
            if (set.find(sum) != set.end()) {
                return false;
            } else {
                set.insert(sum);
            }
            n = sum;
        }
    }
};

1. 兩數之和

解題思路:

由于改題目不僅需要確定是否存在,還要返回對應元素的索引,所以無法使用數組或集合,它們都只能映射為索引。但是map結構卻可以映射為索引和值的組合。
首先遍歷目標數組中的每個元素,然后找map中是否有有一個元素,它的值為目標值和當前元素的差值,也就是另一個目標元素的值。將返回值的迭代器返回給iter,用迭代器判斷是否存在該目標值是否存在,如果存在,返回這個值的迭代器和當前元素的索引。如果返回的迭代器為end(),說明不存在,那么就將這個元素插入到map中。
如果直到遍歷結束,都找不到這樣的值,返回一個空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++) {
            // 遍歷當前元素,并在map中尋找是否有匹配的key
            auto iter = map.find(target - nums[i]); 
            if(iter != map.end()) {
                return {iter->second, i};
            }
            // 如果沒找到匹配對,就把訪問過的元素和下標加入到map中
            map.insert(pair<int, int>(nums[i], i)); 
        }
        return {};
    }
};
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