算法学习 Day05 哈希表1

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242. 有效的字母异位词

文章讲解

视频讲解

题目:给定两个字符串 s 和 t ,编写一个函数来判断 t 是否是 s 的 字母异位词。

解题思路

1 长度检查:首先,如果两个字符串的长度不相等,直接返回 False,因为字母异位词必须具有相同的字符数量。 2 字符计数:我们可以使用一个长度为 26 的数组来记录每个字符的出现次数。数组的索引对应字母的 ASCII 值(ord(c) - ord('a'))。 3 比较计数:最后,比较两个字符串的字符计数数组,如果相同,则返回 True,否则返回 False

  • 时间复杂度:O(n)
  • 空间复杂度:O(1)
class Solution:
    def isAnagram(self, s: str, t: str) -> bool:
        if len(s) != len(t): return False

        count1 = self.encode(s)
        count2 = self.encode(t)
        for i in range(len(count1)):
            if count1[i] != count2[i]:
                return False
        return True

    def encode(self, text):
        ''' 把str编码为26位的数组,每一位记录对应字母出现的数量 '''
        count = [0] * 26
        for c in text:
            idx = ord(c) - ord("a")
            count[idx] += 1
        return count

总结

通过使用字符计数的方法,我们能够高效地判断两个字符串是否是字母异位词。由于数值是有限的(26位),可以使用数组来当哈希用。

349. 两个数组的交集

文章讲解

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题目:给定两个数组 nums1 和 nums2 ,返回 它们的 交集 。输出结果中的每个元素一定是 唯一 的。我们可以 不考虑输出结果的顺序 。

解题思路

使用集合(Set)来快速找出两个数组的交集,确保结果中的每个元素唯一且不考虑顺序。

  • 时间复杂度:O(m+n)
  • 空间复杂度:O(n)
class Solution:
    def intersection(self, nums1: List[int], nums2: List[int]) -> List[int]:
        # return list(set(nums1) & (set(nums2)))
        # set1 = set(nums1)
        # res = set()
        # for num in nums2:
        #     if num in set1:
        #         res.add(num)
        # return list(res)

    def intersection(self, nums1: List[int], nums2: List[int]) -> List[int]:
        # return list(set(nums1) & (set(nums2)))
        table = {}
        res = set()
        for num in nums1:
            table[num] = table.get(num, 0) + 1

        for num in nums2:
            if num in table:
                res.add(num)
                del table[num]
        return list(res)

总结

在实现交集的过程中,直接使用集合(set)虽然在空间上会占用更多,但在查找和操作上通常会更快。然而,值得注意的是,集合的元素需要经过哈希计算,这在数据量较大时可能会导致性能下降。因此,在处理大规模数据时,选择合适的数据结构和算法至关重要。

202. 快乐数

文章讲解

题目: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 。

解题思路

利用了集合(set)来记录已经出现过的数字,从而判断是否进入了无限循环。

  • 时间复杂度:O(logn)
  • 空间复杂度:O(logn)
class Solution:
    def isHappy(self, n: int) -> bool:
        res = set()

        while True:
            n = self.get_sum(n)
            if n == 1:
                return True
            # 如果重复出现一个数字,说明进入无限循环了,不是快乐数
            if n in res:
                return False
            else:
                res.add(n)

    def get_sum(self, n):
        sum_val = 0
        while n:
            n, r = divmod(n, 10)
            sum_val += r ** 2
        return sum_val
        

总结

在判断一个数 n 是否是快乐数时,我们需要理解无限循环的概念。无限循环是指在计算过程中,某个中间结果会重复出现,这意味着我们无法达到终止条件(即得到 1)。

1. 两数之和

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题目: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。

解题思路

使用哈希表存储数组元素及其索引,边遍历边查找补数,找到即返回两个数的索引。

  • 时间复杂度:O(n)
  • 空间复杂度:O(n)
class Solution:
    def twoSum(self, nums: List[int], target: int) -> List[int]:
        res = []
        val2idx = {}
        for idx, val in enumerate(nums):
            need = target - val
            if need in val2idx:
                return [idx, val2idx[need]]
            val2idx[val] = idx

        return res

总结

通过使用哈希表,我们能够在一次遍历中找到两个数的下标,避免了使用双重循环的低效方法。