代码随想录算法训练营第7天 | 454.四数相加II + 383. 赎金信 + 15. 三数之和 + 18. 四数之和

今日任务?

• 454.四数相加II - Medium
• 383.?赎金信 - Easy
• 15.?三数之和 - Medium
• 18.?四数之和 - Medium

454.四数相加II - Medium

题目链接：力扣（LeetCode）官网 - 全球极客挚爱的技术成长平台

??? 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

??? 示例 1：

??? 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
??? 示例 2：

??? 输入：nums1 = [0], nums2 = [0], nums3 = [0], nums4 = [0]
??? 输出：1

思路：哈希法，四个数两两一组实现，时间复杂度为 O(n^2),空间复杂度为O(n^2)

class Solution {
public:
    int fourSumCount(vector<int>& A, vector<int>& B, vector<int>& C, vector<int>& D) {
        unordered_map<int, int> umap; //key:a+b的数值，value:a+b数值出现的次数
        // 遍历大A和大B数组，统计两个数组元素之和，和出现的次数，放到map中
        for (int a : A) {
            for (int b : B) {
                umap[a + b]++;
            }
        }
        int count = 0; // 统计a+b+c+d = 0 出现的次数
        // 在遍历大C和大D数组，找到如果 0-(c+d) 在map中出现过的话，就把map中key对应的value也就是出现次数统计出来。
        for (int c : C) {
            for (int d : D) {
                if (umap.find(0 - (c + d)) != umap.end()) {
                    count += umap[0 - (c + d)];
                }
            }
        }
        return count;
    }
};

383. 赎金信 - Easy

题目链接：力扣（LeetCode）官网 - 全球极客挚爱的技术成长平台

??? 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。

??? 示例 1：

??? 输入：ransomNote = "a", magazine = "b"
??? 输出：false
??? 示例 2：

??? 输入：ransomNote = "aa", magazine = "ab"
??? 输出：false
??? 示例 3：

??? 输入：ransomNote = "aa", magazine = "aab"
??? 输出：true

思路：暴力枚举，两层for循环，不断去寻找，时间复杂度: O(n^2)，空间复杂度: O(1)；哈希法，时间复杂度: O(n)，空间复杂度: O(1)

暴力解法

class Solution {
public:
    bool canConstruct(string ransomNote, string magazine) {
        for (int i = 0; i < magazine.length(); i++) {
            for (int j = 0; j < ransomNote.length(); j++) {
                // 在ransomNote中找到和magazine相同的字符
                if (magazine[i] == ransomNote[j]) {
                    ransomNote.erase(ransomNote.begin() + j); // ransomNote删除这个字符
                    break;
                }
            }
        }
        // 如果ransomNote为空，则说明magazine的字符可以组成ransomNote
        if (ransomNote.length() == 0) {
            return true;
        }
        return false;
    }
};

哈希法

class Solution {
public:
    bool canConstruct(string ransomNote, string magazine) {
        int record[26] = {0};
        //add
        if (ransomNote.size() > magazine.size()) {
            return false;
        }
        for (int i = 0; i < magazine.length(); i++) {
            // 通过record数据记录 magazine里各个字符出现次数
            record[magazine[i]-'a'] ++;
        }
        for (int j = 0; j < ransomNote.length(); j++) {
            // 遍历ransomNote，在record里对应的字符个数做--操作
            record[ransomNote[j]-'a']--;
            // 如果小于零说明ransomNote里出现的字符，magazine没有
            if(record[ransomNote[j]-'a'] < 0) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }
};

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15. 三数之和 - Medium

题目链接：力扣（LeetCode）官网 - 全球极客挚爱的技术成长平台

??? 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。

??? 示例 1：

??? 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。

思路：哈希法，时间复杂度: O(n^2)，空间复杂度: O(n)，额外的 set 开销；双指针法，时间复杂度: O(n^2)，空间复杂度: O(1)

哈希法

class Solution {
public:
    vector<vector<int>> threeSum(vector<int>& nums) {
        vector<vector<int>> result;
        sort(nums.begin(), nums.end());
        // 找出a + b + c = 0
        // a = nums[i], b = nums[j], c = -(a + b)
        for (int i = 0; i < nums.size(); i++) {
            // 排序之后如果第一个元素已经大于零，那么不可能凑成三元组
            if (nums[i] > 0) {
                break;
            }
            if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) { //三元组元素a去重
                continue;
            }
            unordered_set<int> set;
            for (int j = i + 1; j < nums.size(); j++) {
                if (j > i + 2
                        && nums[j] == nums[j-1]
                        && nums[j-1] == nums[j-2]) { // 三元组元素b去重
                    continue;
                }
                int c = 0 - (nums[i] + nums[j]);
                if (set.find(c) != set.end()) {
                    result.push_back({nums[i], nums[j], c});
                    set.erase(c);// 三元组元素c去重
                } else {
                    set.insert(nums[j]);
                }
            }
        }
        return result;
    }
};

双指针法

class Solution {
public:
    vector<vector<int>> threeSum(vector<int>& nums) {
        vector<vector<int>> result;
        sort(nums.begin(), nums.end());
        // 找出a + b + c = 0
        // a = nums[i], b = nums[left], c = nums[right]
        for (int i = 0; i < nums.size(); i++) {
            // 排序之后如果第一个元素已经大于零，那么无论如何组合都不可能凑成三元组，直接返回结果就可以了
            if (nums[i] > 0) {
                return result;
            }
            // 错误去重a方法，将会漏掉-1,-1,2 这种情况
            /*
            if (nums[i] == nums[i + 1]) {
                continue;
            }
            */
            // 正确去重a方法
            if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) {
                continue;
            }
            int left = i + 1;
            int right = nums.size() - 1;
            while (right > left) {
                // 去重复逻辑如果放在这里，0，0，0 的情况，可能直接导致 right<=left 了，从而漏掉了 0,0,0 这种三元组
                /*
                while (right > left && nums[right] == nums[right - 1]) right--;
                while (right > left && nums[left] == nums[left + 1]) left++;
                */
                if (nums[i] + nums[left] + nums[right] > 0) right--;
                else if (nums[i] + nums[left] + nums[right] < 0) left++;
                else {
                    result.push_back(vector<int>{nums[i], nums[left], nums[right]});
                    // 去重逻辑应该放在找到一个三元组之后，对b 和 c去重
                    while (right > left && nums[right] == nums[right - 1]) right--;
                    while (right > left && nums[left] == nums[left + 1]) left++;

                    // 找到答案时，双指针同时收缩
                    right--;
                    left++;
                }
            }

        }
        return result;
    }
};

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18. 四数之和 - Medium

题目链接：力扣（LeetCode）官网 - 全球极客挚爱的技术成长平台

??? 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 。

??? 示例 1：

??? 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]]
??? 示例 2：

??? 输入：nums = [2,2,2,2,2], target = 8
??? 输出：[[2,2,2,2]]

思路：类似三数之和的双指针法，多加一重循环

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++) {
            // 剪枝处理
            if (nums[k] > target && nums[k] >= 0) {
            	break; // 这里使用break，统一通过最后的return返回
            }
            // 对nums[k]去重
            if (k > 0 && nums[k] == nums[k - 1]) {
                continue;
            }
            for (int i = k + 1; i < nums.size(); i++) {
                // 2级剪枝处理
                if (nums[k] + nums[i] > target && nums[k] + nums[i] >= 0) {
                    break;
                }

                // 对nums[i]去重
                if (i > k + 1 && nums[i] == nums[i - 1]) {
                    continue;
                }
                int left = i + 1;
                int right = nums.size() - 1;
                while (right > left) {
                    // nums[k] + nums[i] + nums[left] + nums[right] > target 会溢出
                    if ((long) nums[k] + nums[i] + nums[left] + nums[right] > target) {
                        right--;
                    // nums[k] + nums[i] + nums[left] + nums[right] < target 会溢出
                    } 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]});
                        // 对nums[left]和nums[right]去重
                        while (right > left && nums[right] == nums[right - 1]) right--;
                        while (right > left && nums[left] == nums[left + 1]) left++;

                        // 找到答案时，双指针同时收缩
                        right--;
                        left++;
                    }
                }

            }
        }
        return result;
    }
};

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今日总结

去重，剪枝，哈希，双指针运用，今天题目还是难的嘞，根据不同题目选择不同解法很重要

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