Day05 哈希表 | 242、有效的字母异位词 349、两个数组的交集 202、快乐数 1、两数之和

哈希表

哈希表：哈希表是根据关键码的值而直接进行访问的数据结构
直白来讲其实数组就是一张哈希表。
哈希表中关键码就是数组的索引下标，然后通过下标直接访问数组中的元素

哈希法：
定义一个数组叫做record用来上记录字符串s里字符出现的次数。需要把字符映射到数组也就是哈希表的索引下标上，因为字符a到字符z的ASCII是26个连续的数值，所以字符a映射为下标0，相应的字符z映射为下标25。再遍历 字符串s的时候，只需要将 s[i] - ‘a’ 所在的元素做+1 操作即可，并不需要记住字符a的ASCII，只要求出一个相对数值就可以了。 这样就将字符串s中字符出现的次数，统计出来了。
那看一下如何检查字符串t中是否出现了这些字符，同样在遍历字符串t的时候，对t中出现的字符映射哈希表索引上的数值再做-1的操作。
那么最后检查一下，record数组如果有的元素不为零0，说明字符串s和t一定是谁多了字符或者谁少了字符，return false。最后如果record数组所有元素都为零0，说明字符串s和t是字母异位词，return true。时间复杂度为O(n)，空间上因为定义是的一个常量大小的辅助数组，所以空间复杂度为O(1)。
排序法：
t 是 sss 的异位词等价于「两个字符串排序后相等」。因此我们可以对字符串 sss 和 ttt 分别排序，看排序后的字符串是否相等即可判断。此外，如果 sss 和 ttt 的长度不同，ttt 必然不是 sss 的异位词。
主要是，Java基础，得掌握 s.toCharArray()，和Arrays.sort(str)，以及Arrays.equals(str1,str2)

除此之外还有哈希表的实现，哈希函数，哈希碰撞，以及常见哈希表的区别
只是自己浅显的看了代码随想录的知识，目前还没有时间整理，之后会系统总结

题目

242、有效的字母异位词

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。

示例 1: 输入: s = “anagram”, t = “nagaram” 输出: true

示例 2: 输入: s = “rat”, t = “car” 输出: false

说明: 你可以假设字符串只包含小写字母。

/**
 * 242. 有效的字母异位词 字典解法
 * 时间复杂度O(m+n) 空间复杂度O(1)
 */
class Solution {
    public boolean isAnagram(String s, String t) {
        int[] record = new int[26];

        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            record[s.charAt(i) - 'a']++;     // 并不需要记住字符a的ASCII，只要求出一个相对数值就可以了
        }

        for (int i = 0; i < t.length(); i++) {
            record[t.charAt(i) - 'a']--;
        }
        
        for (int count: record) {
            if (count != 0) {               // record数组如果有的元素不为零0，说明字符串s和t 一定是谁多了字符或者谁少了字符。
                return false;
            }
        }
        return true;                        // record数组所有元素都为零0，说明字符串s和t是字母异位词
    }
}

349、两个数组的交集

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 。

示例 1：

输入：nums1 = [1,2,2,1], nums2 = [2,2]
输出：[2]
示例 2：

输入：nums1 = [4,9,5], nums2 = [9,4,9,8,4]
输出：[9,4]
解释：[4,9] 也是可通过的

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

class Solution {
    public int[] intersection(int[] nums1, int[] nums2) {
        if (nums1 == null || nums1.length == 0 || nums2 == null || nums2.length == 0) {
            return new int[0];
        }
        Set<Integer> set1 = new HashSet<>();
        Set<Integer> resSet = new HashSet<>();
        //遍历数组1
        for (int i : nums1) {
            set1.add(i);
        }
        //遍历数组2的过程中判断哈希表中是否存在该元素
        for (int i : nums2) {
            if (set1.contains(i)) {
                resSet.add(i);
            }
        }
        //将结果几何转为数组
        return resSet.stream().mapToInt(x -> x).toArray();
    }
}

哈希法（利用Java的Set实现）：
Java的Set，操作函数：add()、contains()、size()、isEmpty()、remove()

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 可以变为 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 。

示例：

输入：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

class Solution {
    public boolean isHappy(int n) {
        Set<Integer> record = new HashSet<>();
        while (n != 1 && !record.contains(n)) {
            record.add(n);
            n = getNextNumber(n);
        }
        return n == 1;
    }

    private int getNextNumber(int n) {
        int res = 0;
        while (n > 0) {
            int temp = n % 10;
            res += temp * temp;
            n = n / 10;
        }
        return res;
    }
}

这道题目使用哈希法，来判断这个sum是否重复出现，如果重复了就是return false， 否则一直找到sum为1为止。判断sum是否重复出现就可以使用HashSet。

1、两数之和

给定一个整数数组 nums 和一个目标值 target，请你在该数组中找出和为目标值的那 两个 整数，并返回他们的数组下标。

你可以假设每种输入只会对应一个答案。但是，数组中同一个元素不能使用两遍。

示例:

给定 nums = [2, 7, 11, 15], target = 9

因为 nums[0] + nums[1] = 2 + 7 = 9

所以返回 [0, 1]

本题其实有四个重点：

• 为什么会想到用哈希表
• 哈希表为什么用map
• 本题map是用来存什么的
• map中的key和value用来存什么的

1、为什么会想到用哈希表

• 当我们需要查询一个元素是否出现过，或者一个元素是否在集合里的时候，就要第一时间想到哈希法。
  本题需要一个集合来存放遍历过的元素，然后在遍历数组的时候去询问这个集合，某元素是否遍历过，也就是 是否出现在这个集合。

2、哈希表为什么用map

• 因为在本地，我们不仅要知道元素有没有遍历过，还要知道这个元素对应的下标，需要使用 key value结构来存放，key来存元素，value来存下标，map正合适。
• 使用数组和set来做哈希法的局限
  （1）数组的大小是受限制的，而且如果元素很少，而哈希值太大会造成内存空间的浪费。
  （2）set是一个集合，里面放的元素只能是一个key，而两数之和这道题目，不仅要判断y是否存在而且还要记录y的下标位置，因为要返回x 和 y的下标。所以set 也不能用。
• 此时就要选择另一种数据结构：map ，map是一种key value的存储结构，可以用key保存数值，用value在保存数值所在的下标。

3、本题map是用来存什么的：

• map目的用来存放我们访问过的元素，因为遍历数组的时候，需要记录我们之前遍历过哪些元素和对应的下表，这样才能找到与当前元素相匹配的（也就是相加等于target）

4、map中的key和value用来存什么的

• 本题思路：需要给出一个元素，判断这个元素是否出现过，如果出现过，返回这个元素的下标。
• 判断元素是否出现，元素作为key，所以数组中的元素作为key，value用来存下标。所以 map中的存储结构为 {key：数据元素，value：数组元素对应的下表}。
• 在遍历数组的时候，只需要向map去查询是否有和目前遍历元素比配的数值，如果有，就找到的匹配对，如果没有，就把目前遍历的元素放进map中，因为map存放的就是我们访问过的元素。

class Solution {
    public int[] twoSum(int[] nums, int target) {
        int[] res = new int[2];
        Map<Integer,Integer> map = new HashMap<>();
        for(int i=0;i<nums.length;i++){
            int tmp = target - nums[i];
            if(map.containsKey(tmp)){
                res[0] = i;
                res[1] = map.get(tmp);
            }
            map.put(nums[i],i); // map的key是nums[i]，value是nums[i]的索引i
        }
        return res;
    }
}