【代码随想录】哈希表专栏（Java）

理论

哈希表是根据关键码的值而直接进行访问的数据结构。也称为散列表

数组就是一个哈希表。

需要快速判断一个元素是否出现在集合里面时，需要考虑使用哈希法。

有效的字母异位词 leetcode-242

/**
     * leetcode-242. 有效的字母异位词
     * @param s
     * @param t
     * @return
     */
public boolean isAnagram(String s, String t) {
    int[] sArray = new int[26]; //默认是0
    for(char c : s.toCharArray()){
        sArray[c-'a']++;
    }
    for(char c : t.toCharArray()){
        sArray[c-'a']--;
    }
    for (int i = 0; i < sArray.length; i++) {
        if(sArray[i] != 0){ //若有元素不为0，则两者中每种字符的个数有差异，多或少
            return false;
        }
    }
    return true;
}
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赎金信 leetcode-383

/**
     * leetcode-383 赎金信
     * @param ransomNote
     * @param magazine
     * @return
     */
public boolean canConstruct(String ransomNote, String magazine) {
    int[] ransomArray = new int[26]; //默认是0
    for(char c : ransomNote.toCharArray()){
        ransomArray[c-'a']++;
    }
    for(char c : magazine.toCharArray()){
        if(ransomArray[c-'a'] != 0){ //只统计ransom中有的字母
            ransomArray[c-'a']--;
        }
    }
    for (int i = 0; i < ransomArray.length; i++) {
        if(ransomArray[i] != 0){
            return false;
        }
    }
    return true;
}
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字母异位词分组 leetcode-49

/**
     * 字母异位词分组
     * @param strs
     * @return
     */
public List<List<String>> groupAnagrams(String[] strs) {
    Map<String,List<String>> map = new HashMap<String, List<String>>();
    for (String str : strs) {
        char[] cArray = str.toCharArray();
        Arrays.sort(cArray); //给字符数组排序(位置虽然不同，但排序后一定是相同的)
        String key = new String(cArray);
        List<String> list = map.getOrDefault(key, new ArrayList<String>());
        list.add(str);
        map.put(key,list); //java中的map在键相同时会直接抵消
    }
    return new ArrayList<List<String>>(map.values());
}
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找到字符串中所有字母异位词 leetcode-438

方法1：

/**
     * 438. 找到字符串中所有字母异位词
     * （易于理解，但时间复杂度高）
     *
     * @param s
     * @param p
     * @return
     */
public List<Integer> findAnagrams(String s, String p) {
    char[] sArray = s.toCharArray();
    char[] pArray = p.toCharArray();
    int[] charArray = new int[26];
    for (char c : pArray) {
        charArray[c - 'a']++;
    }
    List<Integer> list = new ArrayList<>();
    for (int i = 0; i < sArray.length; i++) {
        if (i > sArray.length - pArray.length) break;
        int temp[] = Arrays.copyOf(charArray, charArray.length); //数组是对象，不能直接赋值
        boolean flag = true;
        for (int j = i; j < i + pArray.length; j++) {
            temp[sArray[j] - 'a']--;
        }
        for (int k = 0; k < temp.length; k++) {
            if (temp[k] != 0) {
                flag = false;
            }
        }
        if (flag) list.add(i);
    }
    return list;
}
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方法2：滑动窗口

/**
     * 438. 找到字符串中所有字母异位词
     * 滑动窗口
     * 时间 9 ms击败 61.47%
     * @param s
     * @param p
     * @return
     */
public List<Integer> findAnagrams2(String s, String p) {
    int sLen = s.length();
    int pLen = p.length();
    if (sLen < pLen) return new ArrayList<>();
    int[] needs = new int[26];
    int[] window = new int[26];
    for (char c : p.toCharArray()) {
        needs[c - 'a']++;
    }
    int count = 0;
    for (int i = 0; i < needs.length; i++) { //统计needs的实际大小 例如“aa”，实际大小为1
        if (needs[i] != 0) count++;
    }
    List<Integer> list = new ArrayList<>();
    int left = 0, right = 0, valid = 0;
    while (right < s.length()) {
        char c = s.charAt(right);
        right++;
        if (needs[c - 'a'] != 0) {
            window[c - 'a']++;
            if (window[c - 'a'] == needs[c - 'a']) {
                valid++;
            }
        }

        if (right - left == p.length()) {
            if (valid == count) {
                list.add(left);
            }
            char d = s.charAt(left);
            left++;
            if (needs[d - 'a'] > 0) {
                if (window[d - 'a'] == needs[d - 'a']) {
                    valid--;
                }
                window[d - 'a']--;
            }
        }

    }
    return list;
}
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方法3：速度最快，完全匹配（顺序不考虑），窗口大小固定，个人认为这种方法更好理解

/**
     * 438. 找到字符串中所有字母异位词
     * 把窗口大小固定更易于理解
     *
     * @param s
     * @param p
     * @return
     */
public List<Integer> findAnagrams3(String s, String p) {
    int sLen = s.length();
    int pLen = p.length();
    if (sLen < pLen) return new ArrayList<>();
    int[] needs = new int[26];
    int[] window = new int[26];
    for (int i = 0; i < pLen; i++) {
        needs[p.charAt(i)-'a']++;
        window[s.charAt(i)-'a']++;
    }
    List<Integer> list = new ArrayList<>();
    int left = 0, right = pLen - 1;
    if (Arrays.equals(needs, window)) list.add(0); //可能0下标就相同
    while (right < sLen-1) { //下面right往后移动，这里要减1，不然下面数组越界
        //右边界往后移
        right++;
        window[s.charAt(right) - 'a']++;
        //左边界往后移
        window[s.charAt(left) - 'a']--;
        left++;
        if (Arrays.equals(needs, window)) {
            list.add(left);
        }
    }
    return list;
}
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两个数组的交集 leetcode-349

方法1:

/**
     * 349. 两个数组的交集
     * 时间
     * 1 ms
     * 击败
     * 98.73%
     * @param nums1
     * @param nums2
     * @return
     */
public int[] intersection(int[] nums1, int[] nums2) {
    int[] arr2 = new int[1000];
    int[] ans = new int[1000];
    for (int i : nums2) {
        arr2[i]++;
    }
    int size = 0;
    for (int i = 0; i < nums1.length; i++) {
        if(arr2[nums1[i]] != 0 && ans[nums1[i]] ==0){
            ans[nums1[i]]++;
            size++;
        }
    }
    int[] res = new int[size];
    int index = 0;
    for (int i = 0; i < ans.length; i++) {
        if(ans[i]!=0){
            res[index++]=i;
        }
    }
    return res;
}
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方法2：

/**
     * 时间
     * 0 ms
     * 击败
     * 100%
     * @param nums1
     * @param nums2
     * @return
     */
public int[] intersection2(int[] nums1, int[] nums2) {
    int[] map = new int[1000];
    List<Integer> list = new ArrayList<>(); //因为不知道结果数组有多大，所以先用list存
    for (int i : nums1) {
        map[i]++;
    }
    for (int i : nums2) {
        if(map[i] != 0){
            list.add(i);
            map[i] = 0;  //删除索引，防止有相同元素时，重复添加
        }
    }
    int[] ans = new int[list.size()];
    for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
        ans[i] = list.get(i);
    }
    return ans;
}
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两个数组的交集 II leetcode-350

/**
     ** 时间
     * 0 ms
     * 击败
     * 100%
     * 350. 两个数组的交集 II 与上一题相比，该题可以统计重复的，但是两个数组中元素重复的次数不一样时，取小
     * @param nums1
     * @param nums2
     * @return
     */
public int[] intersect(int[] nums1, int[] nums2) {
    int[] map = new int[1001];
    for (int i : nums1) {
        map[i]++;
    }
    int[] ans = new int[Math.max(nums1.length, nums2.length)];
    int j = 0;
    for (int i : nums2) {
        if(map[i] > 0){
            ans[j++] = i;
            map[i]--;  //索引减1
        }
    }
    return Arrays.copyOfRange(ans, 0, j);
}
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快乐数 leetcode-202

方法1：

/**
     * 202 快乐数
     * 用时1ms
     * @param n
     * @return
     */
public boolean isHappy(int n){
    Set<Integer> set = new HashSet<>();
    while ( n!=1 && !set.contains(n)){
        set.add(n);
        n = nextNum(n);
    }
    return n==1;
}
public int nextNum(int n){
    int sum = 0;
    while (n > 0){
        int temp = n%10;
        sum+=temp*temp;
        n=n/10;
    }
    return sum;
}
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方法2：

public boolean isHappy2(int n){
    int slow = n,fast = n; //类比于链表找环，设置快慢指针
    do{
        slow = nextNum(slow);
        fast = nextNum(fast);
        fast = nextNum(fast);
    }while (slow != fast);
    return slow  == 1;
}
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两数之和 leetcode-1

/**
     * 两数之和 leetcode-1
     * @param nums
     * @param target
     * @return
     */
public int[] twoSum(int[] nums, int target) {
    Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
    int[] res = new int[2];
    int i;
    for (i = 0; i < nums.length; i++) {
        int temp = target - nums[i];
        if (!map.containsKey(temp)) {
            map.put(nums[i], i);
        } else {
            res[0] = i;
            res[1] = map.get(temp);
            break;
        }
    }
    return res;
}
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四数相加II leetcode-454

/**
     * 四数相加
     * @param nums1
     * @param nums2
     * @param nums3
     * @param nums4
     * @return
     */
public int fourSumCount(int[] nums1, int[] nums2, int[] nums3, int[] nums4) {
    Map<Integer,Integer> map1 = new HashMap<>();
    for (int i : nums1) {
        for (int j : nums2) {
            map1.put(i+j,map1.getOrDefault(i+j,0)+1); //统计任意两个数和的次数

        }
    }

    int count = 0;
    for (int i : nums3) {
        for (int j : nums4) {
            int temp = 0-(i+j);
            if(map1.containsKey(0-(i+j))){
                count+=map1.get(0-(i+j));
            }
        }
    }
    return count;
}
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三数之和 leetcode-15

/**
     * 三数之和 leetcode-15
     * @param nums
     * @return
     */
public List<List<Integer>> threeSum(int nums[]) {
    List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
    Arrays.sort(nums);

    for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
        if (nums[i] > 0) return res;
        if (i >0 && nums[i] == nums[i - 1]) continue; //去重

        int left = i+1,right = nums.length-1;
        while (left < right) {
            int sum = nums[i] + nums[left] + nums[right];
            if(sum >0){
                right--;
            } else if (sum < 0) {
                left++;
            }else{
                res.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--;
                }
                right--;
                left++;
            }

        }
    }
    return res;
}
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四数之和 leetcode-18

public List<List<Integer>> fourSum(int[] nums, int target) {
    List<List<Integer>> list = new ArrayList<>();
    Arrays.sort(nums);

    for (int i = 0; i < nums.length - 3; i++) {
        if (nums[i] > 0 && nums[i] > target) {
            return list;
        }
        if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) {
            continue;  //去重
        }

        for (int j = i + 1; j < nums.length - 2; j++) {
            if (j > i + 1 && nums[j] == nums[j - 1]) {
                continue; // 超过i+1才属于j的部分
            }

            int left = j + 1, right = nums.length - 1;
            while (left < right) {
                int sum = nums[i] + nums[j] + nums[left] + nums[right];
                if (sum < target) {
                    left++;
                } else if (sum > target) {
                    right--;
                } else {
                    list.add(Arrays.asList(nums[i], nums[j], nums[left], nums[right]));
                    left++;
                    while (left < right && nums[left] == nums[left - 1]) {
                        left++;
                    }
                    right--;
                    while (left < right && nums[right] == nums[right + 1]) {
                        right--;
                    }
                }
            }
        }
    }
    return list;
}
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