[Lc10_hash] 总结 | 两数之和 | 字符重排 | 存在重复元素 i ii | 字母异位词分组

目录

1.介绍

2.两数之和

题解

3.面试题 01.02. 判定是否互为字符重排

题解

4.存在重复元素

题解

5.存在重复元素 II

题解

⭕6.字母异位词分组

题解

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1.介绍

哈希表是什么?

• 存储数据的容器
• 前文：[C++_] set | map | unordered_map

有什么用呢？

• “快速” 查找某个元素。 时间复杂度O(1)

什么时候用哈希表？

频繁的查找某一个数的时候。

• 频繁查找某一个数的时候，我们还要想到一个二分查找也可以快速查找某一个元素
• 但是二分因为有些局限，具有二段性才可以用二分，它也比较快，时间复杂度O(logn)。
• 而且能用二分我们尽量用二分，因为哈希表虽然非常快，但是它空间复杂度是O(n)。

怎么用哈希表？

• 容器（哈希表）
• 用数组模拟简易哈希表

什么时候会想到用数组模拟简易哈希表，比如说:

• 1. 关注字符串中的 “字符”

其中key就是index，value就是nums[index]

字符的ascll值当作index(key），nums[index]就是我们需要的值。非常快。

• 2. 数据范围很小的时候

int 1~10^7， 最好不要有负数， - 10^3 ~ 10^3

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2.两数之和

题目链接：1. 两数之和

题目分析：

给定一个整数数组 nums 和一个整数目标值 target，请你在该数组中找出 和为目标值 target 的那 两个 整数，并返回它们的数组下标。

你可以假设每种输入只会对应一个答案，并且你不能使用两次相同的元素。

你可以按任意顺序返回答案。

示例 1：

输入：nums = [2,7,11,15], target = 9
输出：[0,1]
解释：因为 nums[0] + nums[1] == 9 ，返回 [0, 1] 。

示例 2：

输入：nums = [3,2,4], target = 6
输出：[1,2]

示例 3：

输入：nums = [3,3], target = 6
输出：[0,1]

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题解

有且仅有一组答案，可以按任意顺序返回。

数组中同一个元素在答案里不能重复出现。比如示例2 不能选两个3。

解法一：暴力求解

• 两层for循环把所有情况都找到，挑选符合条件的。
• 以前我们是固定一个数，往后找。

class Solution {
public:vector<int> twoSum(vector<int>& nums, int target) {for(int i=0;i<nums.size();i++){for(int j=i+1;j<nums.size();j++){if(nums[i]+nums[j]==target)return {i,j};}}return {};}
};

但是我们还有一种暴力方法，固定一个数，往前找

• 先固定其中一个数
• 依次与该数之前的数相加

同样也能把所有情况都找完，并且少了判断边界情况。

解法二：利用哈希表做优化

• 我们先看为什么暴力枚举过程这么慢。慢就慢在当固定一个数的时候
• 比如说11，我们想在它的前面找到一个 target - nums[i] 的数 如 9 - 11 = - 2
• 我们暴力策略就是从11之前依次遍历找这个-2。
• 那此时我如果当固定一个数的时候就把它之前的是插入到hash表中，然后在hash表中就可以用O(1)的时间复杂度来找这个-2。

之前暴力解法O(N^2)，利用哈希表做优化之后时间复杂度降到O(N)。

不过我们空间复杂度是O(N)的。

• 具体如何操作可以和刚才的固定一个数往前找完美结合起来。
• 当固定一个数的时候，就去hash表中找 target - nums[i] 的数在不在hash表。
• 有就找到了返回对应两个数的下标即可，所有hash<nums[i] , i> 前面存值后面存对应的下标。
• 如果没找到就把这个数 加入到hash表中。

接下来扩展一下，为什么之前固定数，往后走不太好用呢？

• 首先要将所有的数，先加入到hash表中，然后才能固定一个数，在去hash找 target - nums[i] 的数在不在hash表。
• 注意我们这道题有个要求：数组中同一个数不能出现两次，如果target = 6，但是数组中有一个3， 你固定3然后在去hash表中找，找到的还是这个3，这是不对的。
• 因为必须要加个if判断一下，当两个数相等时是不对的。
• 而 固定一个数往前找，是不会出现这种情况的。我们是先去找。没找到在把这个数加入到hash表中。

代码：

• hash.count()
• hash[num[i]]=i; //建立下标映射

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3.面试题 01.02. 判定是否互为字符重排

题目链接：面试题 01.02. 判定是否互为字符重排

题目描述：

给定两个由小写字母组成的字符串 s1 和 s2，请编写一个程序，确定其中一个字符串的字符重新排列后，能否变成另一个字符串。

示例 1：

输入: s1 = "abc", s2 = "bca"
输出: true

示例 2：

输入: s1 = "abc", s2 = "bad"
输出: false

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题解

• 可以把 “abc” 全排列都找到，每找到一个就比较一下。
• 怎么全排列，在递归专题哪里有。但是这样时间复杂度太高了。

解法一：利用哈希表

• 可以用 两个hash表记录两个字符串中每个字符出现的次数
• 最后在比较一下两个hash表是否相等就行了。

我们可以用数组模拟hash表。

class Solution {
public:bool CheckPermutation(string s1, string s2) {//两个hashunordered_map<char,int> hash1,hash2;if(s1.size()!=s2.size()) return false;for(char& c:s1)hash1[c]++;for(char& c:s2)hash2[c]++;//比较两hash表for (const auto& [key, val] : hash1) {auto it = hash2.find(key);if (it == hash2.end() || it->second != val) return false;}return true;}
};

• find return pair
• count return value

优化一下：只使用一个hash表。

• 将s1字符串中字符出现次数放到hash表
• 然后取出s2字符串中每个字符，对hash表字符对应位置进行--操作。
• 如果出现<0，说明就不是字符重排。
• 还有当s1和s2字符串长度不相等也不是字符重排。

class Solution {
public:bool CheckPermutation(string s1, string s2) {unordered_map<char,int> hash;if(s1.size()!=s2.size()) return false;for(char& c:s1)hash[c]++;for(char& c:s2){hash[c]--;if(hash[c]<0)return false;}return true;}
};

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4.存在重复元素

题目链接：217. 存在重复元素

题目描述：

给你一个整数数组 nums 。如果任一值在数组中出现 至少两次 ，返回 true ；如果数组中每个元素互不相同，返回 false 。

示例 1：

输入：nums = [1,2,3,1]

输出：true

解释：

元素 1 在下标 0 和 3 出现。

示例 2：

输入：nums = [1,2,3,4]

输出：false

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题解

解法：哈希表

这道题和最开始那道题的解题思路是一样的。

• 前面那道题固定一个数往前找找有没有出现 target - nums[i] 的数，遍历找太麻烦了，因此来一个hash表快速查找前面有没有出现target - nums[i] 的数。
• 这道题 固定一个数 往前找 找有没有出现和我一样的数

也是利用哈希表快速查找。

class Solution {
public:bool containsDuplicate(vector<int>& nums) {//!!!往前找unordered_map<int,int> hash;for(int i=0;i<nums.size();i++){if(hash.count(nums[i]))return true;hash[nums[i]]=i;}return false;}
};

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5.存在重复元素 II

题目链接：219. 存在重复元素 II

题目分析：

给你一个整数数组 nums 和一个整数 k ，判断数组中是否存在两个 不同的索引 i 和 j ，满足 nums[i] == nums[j] 且 abs(i - j) <= k 。如果存在，返回 true ；否则，返回 false 。

示例 1：

输入：nums = [1,2,3,1], k = 3
输出：true

示例 2：

输入：nums = [1,0,1,1], k = 1
输出：true

示例 3：

输入：nums = [1,2,3,1,2,3], k = 2
输出：false

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题解

• 上一道题仅是找到重复元素即可，但是这道题不仅要是重复元素
• 而且重复元素的下标必须满足 abs(i - j) <= k

解法：哈希

• 还是固定一个数，往前找，看看有没有出现重复元素，可以用hash快速查找
• 不过这道题有点不一样的就是，我们还需要知道元素对应的下标
• 因此可以使用unordered_map<int，int>，记录nums[i] 对应的下标。
• 这里有一个细节问题，两个相同元素下标之差要小于等于k，unordered_map不允许插入相同的元素，value会覆盖。

但是这 正好满足我们abs(i - j) <= k，因为我们就是想要找距离小的。

class Solution {
public:bool containsNearbyDuplicate(vector<int>& nums, int k) {// 相同  距离<k// 可覆盖unordered_map<int, int> hash;for (int i = 0; i < nums.size(); i++) {if (hash.count(nums[i])) {int l = i - hash[nums[i]];if (l <= k)return true;}hash[nums[i]] = i;}return false;}
};

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⭕6.字母异位词分组

题目链接： 49. 字母异位词分组

题目分析：

给你一个字符串数组，请你将 字母异位词 组合在一起。可以按任意顺序返回结果列表。

字母异位词 是由重新排列源单词的所有字母得到的一个新单词。

示例 1:

输入: strs = ["eat", "tea", "tan", "ate", "nat", "bat"]
输出: [["bat"],["nat","tan"],["ate","eat","tea"]]

示例 2:

输入: strs = [""]
输出: [[""]]

示例 3:

输入: strs = ["a"]
输出: [["a"]]

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题解

• 字母异位词：原有字符串的字符重新排序得到的新的字符串。
• 这道题要求将属于同一个字母异位词放在一块。

解法：哈希表

这道题我们要解决的有两个问题：

• 如何判断两个字符串是字母异位词
• 如何分组

如何判断两个字符串是字母异位词，我们可以用之前的思路

• 弄一个hash表统计每个字符出现的次数。不过代码写着有点麻烦。这里我们可以将字符串按照ascll码 排序！
• 如果是 相同的字母异位词排完序 后是一样的。

如何分组?

分组是将相同的字母异位词添加到属于自己的数组中。因此这里我们可以来一个unordered_map<string，vector>

• string 排序后的字符串
• vector<string> 是属于相同字母异位词的数组。

class Solution {
public:vector<vector<string>> groupAnagrams(vector<string>& strs) {//如何实现hash排序unordered_map<string,vector<string>> hash;vector<vector<string>> ret;for(auto& s:strs){string str=s;sort(str.begin(),str.end());//!!排序后 插入hash[str].push_back(s);}for(auto& [x,y]:hash){ret.push_back(y);}return ret;}
};