代码随想录算法训练营Day5 | 454.四数相加||、383.赎金信、35.三个之和、18.四数之和

LeetCode 454 四数相加 ||

本题思路：

如果使用暴力的话就是 4 层 for 循环，这个时间复杂度就是 O(n^4) 了。

所以我们可以使用 map ，来解决这道题，和之前的两数之和一样，之前是 遍历一个，存进去一个。 如果我们将 nums1 和 nums[2]，每一个位置上的和，都存入 map 集合，然后再判断 target - (nums3[i]+nums4[j]) 的值是否存在于 map 中，如果在，就计数器 count = count + map.get(这个值)。 注意：累加的是这个值存在的次数。

下面就利用 示例1 画一个图来更好的理解下这个思路：

class Solution {
    public int fourSumCount(int[] nums1, int[] nums2, int[] nums3, int[] nums4) {
        // 本题思路返回有多少个元素，需要一个计数器 count,碰到符合的条件就 count++
        Map<Integer,Integer> map = new HashMap();
        // 将 nums1 nums2，每个位置都相加 存放到集合 map 中
        for(int i = 0; i < nums1.length; i++){
            for(int j = 0; j < nums2.length; j++){
                map.put(nums1[i] + nums2[j], map.getOrDefault(nums1[i] + nums2[j],0) + 1);
            }
        }
        int count = 0;
        // 利用 0 - (nums3 + nums4) 的值 等于0 的情况，来判断有多个符合条件的四元组
        for(int i = 0; i < nums3.length; i++){
            for(int j = 0; j < nums4.length; j++){
                if(map.containsKey(0 - (nums3[i] + nums4[j]))){
                    count = count + map.get(0 - (nums3[i] + nums4[j]));
                }
            }
        }
        return count;
    }
}

注意点：就是 count 不是 count++;

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LeetCode 383 赎金信

本题思路：判断 ransomNote 是否能由 magazine 组成，说明 magazine 包含 ransomNode，magazine 的范围大一点，所以我们可以很容易想到使用 map ， 将 magazine 中的元素全部存入到 map 中，并记录每个元素存在的次数。 然后便利 ransomNode 中的每个元素，判断 magazine 中是否都存在，如果有 一个 不存在就返回 false。如果存在，但是次数已经为 0 ，也返回 false。否则就 次数减 0
下面用一个图来分析下 示例 1，以便更好理解上述思路

class Solution {
    public boolean canConstruct(String ransomNote, String magazine) {
        Map<Character,Integer> map = new HashMap();
        for(int i = 0; i < magazine.length(); i++){
            map.put(magazine.charAt(i),map.getOrDefault(magazine.charAt(i),0)+1);
        }
        for(int i = 0; i < ransomNote.length(); i++){
            // 如果 magazine 里面没有 ransomNote 或者 这个元素存在此处已经 为 0 ，则返回false
            if( !map.containsKey(ransomNote.charAt(i)) || map.get(ransomNote.charAt(i)) == 0){
                return false;
            }
            map.put(ransomNote.charAt(i),map.get(ransomNote.charAt(i)) -1);
        }
        return true;
    }
}

本题其实用数组的情况下会更好，使用 map 的空间复杂夫会更高于一些（在数量大的时候就能体现出来），因为 map 底层会维护 红黑树 或者 链表等。以下是使用数组的代码。

class Solution {
    public boolean canConstruct(String ransomNote, String magazine) {
        // shortcut
        if (ransomNote.length() > magazine.length()) {
            return false;
        }
        // 定义一个哈希映射数组
        int[] record = new int[26];

        // 遍历
        for(char c : magazine.toCharArray()){
            record[c - 'a'] += 1;
        }

        for(char c : ransomNote.toCharArray()){
            record[c - 'a'] -= 1;
        }
        
        // 如果数组中存在负数，说明ransomNote字符串总存在magazine中没有的字符
        for(int i : record){
            if(i < 0){
                return false;
            }
        }

        return true;
    }
}

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LeetCode 35 三数之和

注意点：

1. 要去重，不能出现重复的三元组。所以在每次 i 遍历的时候，都要先进行去重操作
2. 进行 nums[left] 和 nums[right] 去重的时候，要先保存记录，再进行去重操作。
3. 对 nums[left] 和 nums[right] 进行去重的时候，一定要保证 left < right （比如 000000 这种情况就会出现下标越界的情况）

本题思路：使用双指针来解决，一个指针 i 从 数组起始位置开始，如果 nums[i] = nums[i-1] ，i 往后走。然后定义一个 left = i + 1, right = nums.length - 1， 判断 nums[i] + nums[left] + nums[right] == 0 , 如果等于 0 就保存这三个数，并且， 在这判断过程中，有可能 nums[left] = nums[left+1], nums[right] = nums[right-1] , 此时 left 也要往后走一个，直到不等为止，right同理往前。

为了方便理解这个思路，利用示例 1：画个图来分析下代码

• 循环 i = 0的时候如下图
• 循环 i = 1的时候
• 循环 i = 2的时候, 此时由于 nums[2] = nums[1]了，所以需要跳过这一循环
• 循环 i = 3的时候
• 循环 i = 4的时候
• 循环 i = 5的时候不符合条件，结束。
• 所以最终结果为 【-1，-1，2】【-1，0，-1】

    public List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {
        Arrays.sort(nums);
        List<List<Integer>> res = new ArrayList();
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            // 如果第一个元素就 大于 > 0, 直接返回 res;
            if (nums[i] > 0) {
                return res;
            }
            // 去重 nums[i]，这里不能用 nums[i] == nums[i+1] （-1，-1，0）
            if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) {
                continue;
            }
            int left = i + 1;
            int right = nums.length - 1;
            while (left < right) {
                // 开始判断
                int sum = nums[i] + nums[left] + nums[right];
                if (sum == 0) {
                    List<Integer> list = new ArrayList();
                    list.add(nums[i]);
                    list.add(nums[left]);
                    list.add(nums[right]);
                    res.add(list);
                    // 进行去重 nums[left] 和 nums[right]
                    while (left < right && nums[left] == nums[left + 1]) {
                        left++;
                    }
                    while (left < right && nums[right] == nums[right - 1]) {
                        right--;
                    }
                    left++;
                    right--;
                } else if (sum < 0) {
                    left++;
                } else {
                    right--;
                }
            }

        }
        return res;
    }

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LeetCode 18 四数之和

本题思路： 延用三数之和的思想。在外层 在套 一个 for 循环。用来遍历第一个数字，里面就和 三数之和的逻辑一样了。

class Solution {
    public List<List<Integer>> fourSum(int[] nums, int target) {
        // 思路：和三数之和一样，使用双指针，只不过外面套一层 for 循环
        Arrays.sort(nums);
        List<List<Integer>> res = new ArrayList();
        for(int k = 0; k < nums.length; k++){
            // 先进行剪枝操作
            if(nums[k] > target && nums[k] > 0){
                break;
            }
            // 进行去重操作
            if( k > 0 && nums[k] == nums[k-1]){
                continue;
            }
            for(int i = k+1; i < nums.length; i++){

                int left = i + 1;
                int right = nums.length - 1;
                // 先进行剪枝操作
                if( nums[k] + nums[i] > target &&  nums[k] + nums[i] > 0 ){
                    break;
                }
                // 进行去重操作
                if( i > k + 1 && nums[i] == nums[i-1]){
                    continue;
                }
                while(left < right){
                int sum = nums[k] + nums[i] + nums[left] + nums[right];
                if(sum < target){
                    left++;
                }else if(sum > target){
                    right--;
                }else{
                    // 相同记录下来
                    List<Integer> list = new ArrayList();
                    list.add(nums[k]);
                    list.add(nums[i]);
                    list.add(nums[left]);
                    list.add(nums[right]);
                    res.add(list);
                    // 开始去重 nums[left] 和 nums[right]
                    while(left < right && nums[left] == nums[left+1]){
                        left++;
                    }
                    while(left < right && nums[right] == nums[right-1]){
                        right--;
                    }                    
                    left++;
                    right--;
                }
                }
            }
        }
        return res;
    }
}