LeetCode ACM模式——哈希表篇（二）

刷题顺序及思路来源于代码随想录，网站地址：https://programmercarl.com

202. 快乐数 

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。
• 如果这个过程 结果为 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 。

输入：n = 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

import java.util.HashSet;
import java.util.Scanner;
import java.util.Set;/*** @author light* @Description 快乐数* 编写一个算法来判断一个数 n 是不是快乐数。** (题目中说了会 无限循环，那么也就是说求和的过程中，sum会重复出现，这对解题很重要！* @create 2023-08-02 11:30*/
public class IsHappyTest {public static void main(String[] args) {Scanner input=new Scanner(System.in);int n=input.nextInt();boolean res=isHappy(n);System.out.println(res);}public static boolean isHappy(int n) {Set<Integer> set=new HashSet<>();while(n!=1&&!set.contains(n)){set.add(n);n=getNextNum(n);}return n==1;}private static int getNextNum(int n) {int sum=0;int temp;while(n!=0){temp=n%10;sum+=temp*temp;n=n/10;}return sum;}
}

1. 两数之和

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。但是，数组中同一个元素在答案里不能重复出现。

你可以按任意顺序返回答案。

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] 。

import java.util.Arrays;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Scanner;/*** @author light* @Description 两数之和** 什么时候使用哈希法：需要查询一个元素是否出现过，或一个元素是否在集合里的时候，需要考虑哈希法* @create 2023-08-02 11:58*/
public class TwoSumTest {public static void main(String[] args) {Scanner input=new Scanner(System.in);int n=input.nextInt();int[] nums=new int[n];for (int i = 0; i < nums.length; i++) {nums[i]=input.nextInt();}int target=input.nextInt();int[] res=twoSum(nums,target);System.out.println(Arrays.toString(res));}public static int[] twoSum(int[] nums, int target) {Map<Integer,Integer> map=new HashMap<>();int[] res=new int[2];int temp;for (int i = 0; i < nums.length; i++) {temp=target-nums[i];if(map.containsKey(temp)){res[0]=i;res[1]=map.get(temp);}//key:数组元素值；value：数组元素下标map.put(nums[i],i);}return res;}
}

454. 四数相加 II

给你四个整数数组 nums1、nums2、nums3 和 nums4 ，数组长度都是 n ，请你计算有多少个元组 (i, j, k, l) 能满足：

• 0 <= i, j, k, l < n
• nums1[i] + nums2[j] + nums3[k] + nums4[l] == 0

输入：nums1 = [1,2], nums2 = [-2,-1], nums3 = [-1,2], nums4 = [0,2]
输出：2
解释：
两个元组如下：
1. (0, 0, 0, 1) -> nums1[0] + nums2[0] + nums3[0] + nums4[1] = 1 + (-2) + (-1) + 2 = 0
2. (1, 1, 0, 0) -> nums1[1] + nums2[1] + nums3[0] + nums4[0] = 2 + (-1) + (-1) + 0 = 0

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Scanner;/*** @author light* @Description 四数相加 II** @create 2023-08-02 12:30*/
public class FourSumCountTest {public static void main(String[] args) {Scanner input=new Scanner(System.in);int n=input.nextInt();int[] nums1=new int[n];int[] nums2=new int[n];int[] nums3=new int[n];int[] nums4=new int[n];for (int i = 0; i < nums1.length; i++) {nums1[i]=input.nextInt();}for (int i = 0; i < nums2.length; i++) {nums2[i]=input.nextInt();}for (int i = 0; i < nums3.length; i++) {nums3[i]=input.nextInt();}for (int i = 0; i < nums4.length; i++) {nums4[i]=input.nextInt();}int res=fourSumCount(nums1,nums2,nums3,nums4);System.out.println(res);}public static int fourSumCount(int[] nums1, int[] nums2, int[] nums3, int[] nums4) {Map<Integer,Integer> map=new HashMap<>();int count=0;int temp1;int temp2;for (int i = 0; i < nums1.length; i++) {for (int j = 0; j < nums2.length; j++) {temp1=nums1[i]+nums2[j];map.put(temp1,map.getOrDefault(temp1,0)+1);}}for (int i = 0; i < nums3.length; i++) {for (int j = 0; j < nums4.length; j++) {temp2=0-(nums3[i]+nums4[j]);if(map.containsKey(temp2)){count+=map.get(temp2);}}}return count;}
}

383. 赎金信

给你两个字符串：ransomNote 和 magazine ，判断 ransomNote 能不能由 magazine 里面的字符构成。

如果可以，返回 true ；否则返回 false 。

magazine 中的每个字符只能在 ransomNote 中使用一次。

输入：ransomNote = "a", magazine = "b"
输出：false

import java.util.Scanner;/*** @author light* @Description 赎金信* @create 2023-08-02 13:10*/
public class CanConstructTest {public static void main(String[] args) {Scanner input=new Scanner(System.in);String ransomNote=input.next();String magazine=input.next();boolean res=canConstruct(ransomNote,magazine);System.out.println(res);}public static boolean canConstruct(String ransomNote, String magazine) {if(magazine.length()<ransomNote.length()){return false;}int[] nums=new int[26];for (int i = 0; i < magazine.length(); i++) {nums[magazine.charAt(i)-'a']++;}for (int i = 0; i < ransomNote.length(); i++) {nums[ransomNote.charAt(i)-'a']--;if(nums[ransomNote.charAt(i)-'a']<0){return false;}}return true;}
}

15. 三数之和

给你一个整数数组 nums ，判断是否存在三元组 [nums[i], nums[j], nums[k]] 满足 i != j、i != k 且 j != k ，同时还满足 nums[i] + nums[j] + nums[k] == 0 。请

你返回所有和为 0 且不重复的三元组。

注意：答案中不可以包含重复的三元组。

输入：nums = [-1,0,1,2,-1,-4]
输出：[[-1,-1,2],[-1,0,1]]
解释：
nums[0] + nums[1] + nums[2] = (-1) + 0 + 1 = 0 。
nums[1] + nums[2] + nums[4] = 0 + 1 + (-1) = 0 。
nums[0] + nums[3] + nums[4] = (-1) + 2 + (-1) = 0 。
不同的三元组是 [-1,0,1] 和 [-1,-1,2] 。
注意，输出的顺序和三元组的顺序并不重要。

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.Scanner;/*** @author light* @Description 三数之和*  * (采用双指针法* @create 2023-08-02 13:31*/
public class ThreeSumTest {public static void main(String[] args) {Scanner input=new Scanner(System.in);int n=input.nextInt();int[] nums=new int[n];for (int i = 0; i < nums.length; i++) {nums[i]=input.nextInt();}List<List<Integer>> list=threeSum(nums);System.out.println(list);}public static List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {List<List<Integer>> res=new ArrayList<>();//先对数组进行排序Arrays.sort(nums);for (int i = 0; i < nums.length; i++) {if(nums[i]>0){return res;}//对a去重 (a+b+c=0)//因为已经排序过了，只要a前面有一样的，接下来的abc要么是和前面重复的，// 要么就找不到这组了。bc同理只要重复一次就重复了int left=i+1;int right= nums.length-1;if(i>0&&nums[i]==nums[i-1]){continue;}while(right>left){if(nums[i]+nums[left]+nums[right]>0){right--;} else if (nums[i]+nums[left]+nums[right]<0) {left++;}else{//找到一对三元组，将三元组加入集合中res.add(Arrays.asList(nums[i],nums[left],nums[right]));//对bc去重while(right>left&&nums[left]==nums[left+1]){left++;}while(right>left&&nums[right]==nums[right-1]){right--;}//找到三元组后left和right同时移动left++;right--;}}}return res;}
}

18. 四数之和

给你一个由 n 个整数组成的数组 nums ，和一个目标值 target 。请你找出并返回满足下述全部条件且不重复的四元组 [nums[a], nums[b], nums[c], nums[d]] （若两个四元组元素一一对应，则认为两个四元组重复）：

• 0 <= a, b, c, d < n
• a、b、c 和 d 互不相同
• nums[a] + nums[b] + nums[c] + nums[d] == target

你可以按 任意顺序 返回答案 。

输入：nums = [1,0,-1,0,-2,2], target = 0
输出：[[-2,-1,1,2],[-2,0,0,2],[-1,0,0,1]]

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.Scanner;/*** @author light* @Description 四数之和** (双指针* @create 2023-08-02 15:34*/
public class FourSumTest {public static void main(String[] args) {Scanner input=new Scanner(System.in);int n=input.nextInt();int[] nums=new int[n];for (int i = 0; i < nums.length; i++) {nums[i]=input.nextInt();}int target=input.nextInt();List<List<Integer>> res=fourSum(nums,target);System.out.println(res);}public static List<List<Integer>> fourSum(int[] nums, int target) {//a+b+c+d=target//对数组进行排序Arrays.sort(nums);List<List<Integer>> res=new ArrayList<>();for (int i = 0; i < nums.length; i++) {//一级剪枝if(nums[i]>0&&nums[i]>target){return res;}//一级去重if(i>0&&nums[i]==nums[i-1]){continue;}for (int j = i+1; j < nums.length; j++) {//二级剪枝if(nums[i]+nums[j]>0&&nums[i]+nums[j]>target){break;}//二级去重if(j>i+1&&nums[j]==nums[j-1]){continue;}int left=j+1;int right= nums.length-1;while(right>left){long sum=(long)(nums[i]+nums[j]+nums[left]+nums[right]);if(sum>target){right--;} else if (sum<target) {left++;}else{//找到a+b+c+d=target的四元组res.add(Arrays.asList(nums[i],nums[j],nums[left],nums[right]));//对left、right去重while(right>left&&nums[left]==nums[left+1]){left++;}while (right>left&&nums[right]==nums[right-1]){right--;}left++;right--;}}}}return res;}
}