算法——哈希王

242.有效的字母异位词

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给定两个字符串 s 和 t ，编写一个函数来判断 t 是否是 s 的字母异位词。

示例 1: 输入: s = "anagram", t = "nagaram" 输出: true

示例 2: 输入: s = "rat", t = "car" 输出: false

说明: 你可以假设字符串只包含小写字母。

class Solution {
public:
    bool isAnagram(string s, string t) {
        int a[27];
        for(int i=0;i<s.size();i++){
            a[s[i]-'a']++;
        }

        for(int i=0;i<t.size();i++){
            a[t[i]-'a']--;
        }

        for(int i=0;i<26;i++){
            if(a[i]!=0) return false;
        }
        return true;
    }

    
};

没什么难的，用桶的思想。

349. 两个数组的交集

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题意：给定两个数组，编写一个函数来计算它们的交集。

说明： 输出结果中的每个元素一定是唯一的。 我们可以不考虑输出结果的顺序。

class Solution {
    public int[] intersection(int[] nums1, int[] nums2) {
        Set<Integer> reuslt =new HashSet<>();
         Set<Integer> reuslt1 =new HashSet<>();
        for(int i=0;i<nums1.length;i++){
            reuslt.add(nums1[i]);
        }
        for(int i=0;i<nums2.length;i++){
            if(  reuslt.contains(nums2[i])){
                reuslt1.add(nums2[i]);
            }
        }
        return reuslt.stream().mapToInt(x->x).toArray();
       
    }
}

创建两个Set，两次遍历，利用Set的特性即可，哈希法适合的场景是快速从一堆数找到一个数。stream方法要非常了解能节省很多时间。

第202题. 快乐数

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编写一个算法来判断一个数 n 是不是快乐数。

「快乐数」定义为：对于一个正整数，每一次将该数替换为它每个位置上的数字的平方和，然后重复这个过程直到这个数变为 1，也可能是 无限循环 但始终变不到 1。如果 可以变为 1，那么这个数就是快乐数。

如果 n 是快乐数就返回 True ；不是，则返回 False 。

示例：

输入：19

输出：true

解释：

1^2 + 9^2 = 82

8^2 + 2^2 = 68

6^2 + 8^2 = 100

1^2 + 0^2 + 0^2 = 1

class Solution {
    public int getNumber(int x){
        int sum = 0;
        while(x>0){
            int val =x % 10;
            sum+=val*val;
            x/=10;
        }
        return sum;
    }

    public boolean isHappy(int n) {
        Set<Integer> result= new HashSet<>();
        while(n!=1 && !(result.contains(n))){
            result.add(n);
            n =getNumber(n);
        }     

        return n==1;
    }
}

这题也较为简单，就是套了个快乐数的壳子，本质上还是Set 的模板题，while里的逻辑要注意一下，当n!=1 并且 set里面没有这个值的话把值给添加到Set中去，反之当n==1或者set里面已经有这个值了说明进入死循环了可以直接跳出判断结果了。还要注意去一个整数各个位置的操作。

1. 两数之和

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给定一个整数数组 nums 和一个目标值 target，请你在该数组中找出和为目标值的那 两个 整数，并返回他们的数组下标。

你可以假设每种输入只会对应一个答案。但是，数组中同一个元素不能使用两遍。

示例:

给定 nums = [2, 7, 11, 15], target = 9

因为 nums[0] + nums[1] = 2 + 7 = 9

所以返回 [0, 1]

class Solution {
    public int[] twoSum(int[] nums, int target) {
        Map<Integer,Integer> map =new HashMap<>();
        int []result =new int[2];
        for(int i=0;i<nums.length;i++){
            int res= target-nums[i];
            if(map.containsKey(res))
            {   
                result[0]=i;
                result[1]=map.get(res);
                break;
            }else{
                map.put(nums[i],i);
            }
        }


        return result;
    }
}

HashMap 的模板题，没什么好说的

第454题.四数相加II

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给定四个包含整数的数组列表 A , B , C , D ,计算有多少个元组 (i, j, k, l) ，使得 A[i] + B[j] + C[k] + D[l] = 0。

为了使问题简单化，所有的 A, B, C, D 具有相同的长度 N，且 0 ≤ N ≤ 500 。所有整数的范围在 -2^28 到 2^28 - 1 之间，最终结果不会超过 2^31 - 1 。

例如:

输入:

• A = [ 1, 2]
• B = [-2,-1]
• C = [-1, 2]
• D = [ 0, 2]

输出:

2

解释:

两个元组如下:

1. (0, 0, 0, 1) -> A[0] + B[0] + C[0] + D[1] = 1 + (-2) + (-1) + 2 = 0
2. (1, 1, 0, 0) -> A[1] + B[1] + C[0] + D[0] = 2 + (-1) + (-1) + 0 = 0

class Solution {
    public int fourSumCount(int[] nums1, int[] nums2, int[] nums3, int[] nums4) {
        int sum =0;
        Map<Integer,Integer> s1 =new HashMap<>();
        for(int num1:nums1){
            for(int num2:nums2){
                int val =num1+num2;
               s1.put(val,s1.getOrDefault(val,0)+1);
            }
        }

           for(int num3:nums3){
            for(int num4:nums4){
                int val =-(num3+num4);
                if(s1.containsKey(val)) sum+=s1.get(val);
            }
        }
        return sum;
    }
}

题目里面没有说到要去重，所以不能用set，只能用map，它的value表示出现了几次，最后的结果就要加上几次。s1.getOrDefault(val,0）+1 表示去拿val 的值如果没有就把他设成0，有的话就返回key为val的value。

383. 赎金信

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给定一个赎金信 (ransom) 字符串和一个杂志(magazine)字符串，判断第一个字符串 ransom 能不能由第二个字符串 magazines 里面的字符构成。如果可以构成，返回 true ；否则返回 false。

(题目说明：为了不暴露赎金信字迹，要从杂志上搜索各个需要的字母，组成单词来表达意思。杂志字符串中的每个字符只能在赎金信字符串中使用一次。)

注意：

你可以假设两个字符串均只含有小写字母。

canConstruct("a", "b") -> false

canConstruct("aa", "ab") -> false

canConstruct("aa", "aab") -> true

class Solution {
    public boolean canConstruct(String ransomNote, String magazine) {
        int a[]=new int[26];
        for(int i=0;i<ransomNote.length();i++){
            a[ransomNote.charAt(i)-'a']++;
        }
       for(int i=0;i<magazine.length();i++){
            a[magazine.charAt(i)-'a']--;
        }
        for(int i=0;i<26;i++){
            if(a[i]>0) return false;
        }

        return true;
    }
}

和第一题差不多的，要注意这里是用第二个字符串组成第一个字符串，那么第二个字符串的各个字母数量可以大于等于第一个的各个字母数量。

第15题. 三数之和

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给你一个包含 n 个整数的数组 nums，判断 nums 中是否存在三个元素 a，b，c ，使得 a + b + c = 0 ？请你找出所有满足条件且不重复的三元组。

注意： 答案中不可以包含重复的三元组。

示例：

给定数组 nums = [-1, 0, 1, 2, -1, -4]，

满足要求的三元组集合为： [ [-1, 0, 1], [-1, -1, 2] ]

class Solution {
    public List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {
        List<List<Integer>> result =new ArrayList<>();
        Arrays.sort(nums);
        if(nums[0]>0) return result;
        for(int i=0;i<nums.length;i++){
            if(i>0 && nums[i]==nums[i-1]) continue; //去重，相同数值的i只能保存一次
            int left =i+1;
            int right = nums.length-1;

        
            while(left<right){
                 int val =nums[i]+nums[left]+nums[right];
                 if(val>0) right--;
                 else if(val<0) left++;
                 else{
                     result.add(Arrays.asList(nums[i],nums[left],nums[right]));
                     while(left<right && nums[left]==nums[left+1]) left++;
                     while(left<right && nums[right]==nums[right-1]) right--;
                    left++;
                    right--;
                 }
                
            }
        }
        return result;
    }
}

双指针

其实这道题目使用哈希法并不十分合适，因为在去重的操作中有很多细节需要注意，在面试中很难直接写出没有bug的代码。

而且使用哈希法 在使用两层for循环的时候，能做的剪枝操作很有限，虽然时间复杂度是O(n^2)，也是可以在leetcode上通过，但是程序的执行时间依然比较长 。

接下来我来介绍另一个解法：双指针法，这道题目使用双指针法 要比哈希法高效一些，那么来讲解一下具体实现的思路。

动画效果如下：

拿这个nums数组来举例，首先将数组排序，然后有一层for循环，i从下标0的地方开始，同时定一个下标left 定义在i+1的位置上，定义下标right 在数组结尾的位置上。

依然还是在数组中找到 abc 使得a + b +c =0，我们这里相当于 a = nums[i]，b = nums[left]，c = nums[right]。

接下来如何移动left 和right呢， 如果nums[i] + nums[left] + nums[right] > 0 就说明 此时三数之和大了，因为数组是排序后了，所以right下标就应该向左移动，这样才能让三数之和小一些。

如果 nums[i] + nums[left] + nums[right] < 0 说明 此时 三数之和小了，left 就向右移动，才能让三数之和大一些，直到left与right相遇为止。

第18题. 四数之和

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题意：给定一个包含 n 个整数的数组 nums 和一个目标值 target，判断 nums 中是否存在四个元素 a，b，c 和 d ，使得 a + b + c + d 的值与 target 相等？找出所有满足条件且不重复的四元组。

注意：

答案中不可以包含重复的四元组。

示例： 给定数组 nums = [1, 0, -1, 0, -2, 2]，和 target = 0。 满足要求的四元组集合为： [ [-1, 0, 0, 1], [-2, -1, 1, 2], [-2, 0, 0, 2] ]

class Solution {
    public List<List<Integer>> fourSum(int[] nums, int target) {
        List<List<Integer>> result =new ArrayList<>();
        Arrays.sort(nums);
        for(int i =0;i<nums.length;i++){
              //一重减枝
            if(nums[0]>=target && target>0) {
                return result;
            }
            //一重去重
            if(i>0 && nums[i]==nums[i-1]) continue;
          
            for(int j=i+1;j<nums.length;j++){
                if(nums[i]+nums[j]>target&&target>0&&nums[i]>0)  break; //二重剪枝
                //二重去重
                if(j>i+1 && nums[j]==nums[j-1]) continue;
                int left =j+1;
                int right =nums.length-1;
                while(left<right){
                    long val =(long)nums[i]+nums[j]+nums[left]+nums[right];
                    if(val>target){
                        right--;
                    }else if(val<target){
                        left++;
                    }
                    else{
                        result.add(Arrays.asList(nums[i],nums[j],nums[left],nums[right]));
                        while(left<right && nums[left]==nums[left+1]) left++;
                        while(left<right && nums[right]==nums[right-1]) right--;
                        left++;
                        right--;
                    }
                }
            }
        }
        return result;
    }
}

四数之和，和15.三数之和 (opens new window)是一个思路，都是使用双指针法, 基本解法就是在15.三数之和 (opens new window)的基础上再套一层for循环。

但是有一些细节需要注意，例如： 不要判断nums[k] > target 就返回了，三数之和 可以通过 nums[i] > 0 就返回了，因为 0 已经是确定的数了，四数之和这道题目 target是任意值。比如：数组是[-4, -3, -2, -1]，target是-10，不能因为-4 > -10而跳过。但是我们依旧可以去做剪枝，逻辑变成nums[i] > target && (nums[i] >=0 || target >= 0)就可以了。

15.三数之和 (opens new window)的双指针解法是一层for循环num[i]为确定值，然后循环内有left和right下标作为双指针，找到nums[i] + nums[left] + nums[right] == 0。

四数之和的双指针解法是两层for循环nums[k] + nums[i]为确定值，依然是循环内有left和right下标作为双指针，找出nums[k] + nums[i] + nums[left] + nums[right] == target的情况，三数之和的时间复杂度是O(n^2)，四数之和的时间复杂度是O(n^3) 。

那么一样的道理，五数之和、六数之和等等都采用这种解法。