哈希表

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) {
        if (s.size() != t.size()) {
            return false;
        }

        int record[26] = {0};

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

        for (auto rec: record) {
            if (rec != 0) {
                return false;
            }
        }

        return true;
    }
};

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。

class Solution {
public:
    vector<int> intersection(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) {
        if (nums1.size() < nums2.size()) {
            swap(nums1, nums2);
        }
        unordered_set<int> nums_set(nums1.begin(), nums1.end());
        unordered_set<int> result{};
        for (auto num : nums2) {
            if (nums_set.find(num) != nums_set.end()) {
                result.insert(num);
            }
        }
        return vector<int>(result.begin(), result.end());
    }
};

202. 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 。

class Solution {
public:
    bool isHappy(int n) {
        unordered_set<int> not_happy_set{};
        while (n != 1 && not_happy_set.find(n) == not_happy_set.end()) {
            not_happy_set.insert(n);
            n = getNext(n);
        }
        return n == 1;
    }

    int getNext(int n) {
        int next = 0;
        while (n > 0) {
            next += (n % 10) * (n % 10);
            n /= 10;
        }
        return next;
    }
};

这次的题解很值得一看，除了使用 set 的方法，题解还提供了以下思路：

1. 为什么一定会进入循环？对于 3 位数的数字，它不可能大于 243。这意味着它要么被困在 243 以下的循环内，要么跌到 1。 4 位或 4 位以上的数字在每一步都会丢失一位，直到降到 3 位为止。所以我们知道，最坏的情况下，算法可能会在 243 以下的所有数字上循环，然后回到它已经到过的一个循环或者回到 1[^1]。
2. 能否不使用哈希集？可以用快慢指针，找到链表中的环
3. 能否从数学角度解决此问题？只有一个循环：$4→16→37→58→89→145→42→20→44→16→37→58→89→145→42→20→4$。将哈希集的大小优化到了常数级别。

总的来说，这道题的时间复杂度为 $O(\log{n})$。

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。

class Solution {
public:
    vector<int> twoSum(vector<int>& nums, int target) {
        unordered_map<int, int> num_map;
        for (int i = 0; i < nums.size(); i++) {
            num_map.emplace(nums[i], i);
        }
        for (int i = 0; i < nums.size(); i++) {
            int another = target - nums[i];
            if (auto iter = num_map.find(another); iter != num_map.end()) {
                if (iter->second == i) {
                    continue;
                }
                return {i, iter->second};
            }
        }
        return {};
    }
};

这道题我感觉最重要的就是 emplace 对重复值的处理，好像 Java 是另一套？

454. 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 。

class Solution {
public:
    int fourSumCount(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2, vector<int>& nums3, vector<int>& nums4) {
        unordered_map<int, int> sum_of_nums1_and_nums2;
        for (int i : nums1) {
            for (int j : nums2) {
                sum_of_nums1_and_nums2[i + j]++;
            }
        }
        int count = 0;
        for (int k : nums3) {
            for (int l : nums4) {
                if (sum_of_nums1_and_nums2.find(0 - (k + l)) != sum_of_nums1_and_nums2.end()) {
                    count += sum_of_nums1_and_nums2[0 - (k + l)];
                }
            }
        }
        return count;
    }
};

也是做过的题，但完全忘了……第一反应是 $O(n^4)$ 的解法……

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。

class Solution {
public:
    bool canConstruct(string ransom_note, string magazine) {
        if (ransom_note.size() > magazine.size()) {
            return false;
        }
        int counts[26] = {};
        for (auto alpha : magazine) {
            counts[alpha - 'a']++;
        }
        for (auto alpha : ransom_note) {
            counts[alpha - 'a']--;
            if (counts[alpha - 'a'] < 0) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }
};

15. 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。

class Solution {
public:
    vector<vector<int>> threeSum(vector<int>& nums) {
        vector<vector<int>> result;
        std::sort(nums.begin(), nums.end());
        for (int i = 0; i < nums.size(); i++) {
            if (nums[i] > 0) {
                return result;
            }
            if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) {
                continue;
            }
            int left = i + 1;
            int right = nums.size() - 1;
            while (right > left) {
                if (nums[i] + nums[left] + nums[right] > 0) {
                    right--;
                } else if (nums[i] + nums[left] + nums[right] < 0) {
                    left++;
                } else {
                    result.push_back({nums[i], nums[left], nums[right]});
                    while (right > left && nums[right] == nums[right - 1]) {
                        right--;
                    }
                    while (right > left && nums[left] == nums[left + 1]) {
                        left++;
                    }
                    right--;
                    left++;
                }
            }
        }
        return result;
    }
};

18. 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。

class Solution {
public:
    vector<vector<int>> fourSum(vector<int>& nums, int target) {
        vector<vector<int>> result;
        sort(nums.begin(), nums.end());
        for (int k = 0; k < nums.size(); k++) {
            if (nums[k] > target && nums[k] >= 0) {
                break;
            }
            if (k > 0 && nums[k] == nums[k - 1]) {
                continue;
            }
            for (int i = k + 1; i < nums.size(); i++) {
                if (nums[k] + nums[i] > target && nums[i] >= 0) {
                    break;
                }
                if (i > k + 1 && nums[i] == nums[i - 1]) {
                    continue;
                }
                int left = i + 1;
                int right = nums.size() - 1;
                while (left < right) {
                    if ((long) nums[k] + nums[i] + nums[left] + nums[right] > target) {
                        right--;
                    } else if ((long) nums[k] + nums[i] + nums[left] + nums[right] < target) {
                        left++;
                    } else {
                        result.push_back(vector<int>{nums[k], nums[i], nums[left], nums[right]});
                        while (left < right && nums[right] == nums[right - 1]) {
                            right--;
                        }
                        while (left < right && nums[left] == nums[left + 1]) {
                            left++;
                        }
                        right--;
                        left++;
                    }
                }
            }
        }
        return result;
    }
};

[^1]: 快乐数 - 快乐数 - 力扣（LeetCode）