【LeetCode刷题日记】454:四数相加Ⅱ

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命运的结局尽可永在,不屈的挑战却不可须臾或缺!
前言:

经过前面的学习,我们已经知道了哈希表的三种实现方式的选择,后面我们继续学习哈希表的相关算法题,学会融会贯通,增强对哈希表的理解能力。

题目背景:LeetCode454

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

题目答案:

java 复制代码
class Solution {
    public int fourSumCount(int[] nums1, int[] nums2, int[] nums3, int[] nums4) {
        int res = 0;
        Map<Integer, Integer> map = new HashMap<Integer, Integer>();
        //统计两个数组中的元素之和,同时统计出现的次数,放入map
        for (int i : nums1) {
            for (int j : nums2) {
                int sum = i + j;
                map.put(sum, map.getOrDefault(sum, 0) + 1);
            }
        }
        //统计剩余的两个元素的和,在map中找是否存在相加为0的情况,同时记录次数
        for (int i : nums3) {
            for (int j : nums4) {
                res += map.getOrDefault(0 - i - j, 0);
            }
        }
        return res;
    }
}

题目解析:

关于这个题目,**最简单的思路就是用for循环进行多层的循环嵌套,但是时间复杂度比较高,因此我们的目的是把暴力四重循环 O(n4) 的时间复杂度优化到 O(n2),尽可能的把时间复杂度降低,**下面看具体的实现思路:


首先要明白我们要干什么
复制代码
nums1的一个数 + nums2的一个数 + nums3的一个数 + nums4的一个数 = 0

首先我们先把返回值搞清楚,需要返回的是有几组,所以我们直接定义int res=0;之后再进行修改。


然后接下来我们的逻辑就是计算数组之间的和,我们一开始想到的就是for循环进行四重遍历,但时间复杂度太高,**因此我们在这里使用两个循环嵌套的方式,降低的时间复杂度,第一个循环的嵌套计算的前两个数组的所有和,**过程如下:

nums1 = [A, B] nums2 = [C, D]

执行顺序是:

  1. 外层循环先拿 A
    • 内层循环拿 C → A+C
    • 内层循环拿 D → A+D
  2. 外层循环再拿 B
    • 内层循环拿 C → B+C
    • 内层循环拿 D → B+D

计算完sum之后,**我们需要创建一个Map集合来存放,因为把 "前两个数的和" 当成 key,把 "这个和出现了几次" 当成 value,提前存好,方便后面快速查找,不用再重复计算。**创建 map 就是为了:用空间换时间,把重复计算变成一次查找。大大减少了时间复杂度。相当于一个统计表,后面我们要用到前面两个数组的和是直接进行查找


因此这里:map.put(sum, map.getOrDefault(sum, 0) + 1);的意思是,我们把计算出来的sum,看看它之前出现过几次(没有就是 0)这次又出现一次,所以次数 +1再把新次数存回去。


接下来:res += map.getOrDefault(0 - i - j, 0);

假设:

  • nums3 取的数:2
  • nums4 取的数:3

那么:

  • i + j = 5
  • 需要前两个数的和 = 0 - 5 = -5

去 map 里查 -5 出现了 4 次res += 4→ 总数直接加 4,没有就返回0.

因此最后直接返回res。

结语:如果对你有帮助,请**点赞,关注,收藏,**你的支持就是我最大的鼓励!

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