哈希常见面试题——C++版

Posted 2021-06-26 ych9527

文章目录

• 两个数组的交集
• 两个数组的交集II
• 存在重复元素
• 两句话中的不常见单词
• 字母异位词分组
• 单词拆分
• 和为K的子数组
• 任务调度器
• 最长连续序列

两个数组的交集

给定两个数组，编写一个函数来计算它们的交集。输出结果是唯一确定的

题解：

用两个set分别存储两个数组中的元素，达到去重的效果，然后用其中一个数组去另外一个数组中进行查找

class Solution {
public:
    vector<int> intersection(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) {
        //将nums1装入set1(去重)
        //将num2装入set2，然后用set2的元素取set1中去寻找

        unordered_set<int> st1;
        unordered_set<int> st2;

        for(auto&e:nums1)
        {
            st1.insert(e);
        }

         for(auto&e:nums2)
        {
            st2.insert(e);
        }

        vector<int> ret;
        for(auto&e:st2)
        {
            if(st1.find(e)!=st1.end())
                ret.push_back(e);
        }

        return ret;

    }
};

时间复杂度：查找效率为O(1)，存储元素为O(M+N) -> O(M+N)
空间复杂度O(M+N)

两个数组的交集II

给定两个数组，编写一个函数来计算它们的交集。
输出结果中每个元素出现的次数，应与元素在两个数组中出现次数的最小值一致。

题解：

用两个map分别记录数组中出现的元素的次数，然后用一个map中的去另外一个map中进行寻找，找到了后，再根据second判断需要返回多少个值

class Solution {
public:
    vector<int> intersect(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) {
        unordered_map<int,int> mp1;
        unordered_map<int,int> mp2;

        for(auto&e:nums1)
        {
            mp1[e]++;
        }

         for(auto&e:nums2)
        {
            mp2[e]++;
        }

        vector<int> ret;
        for(auto&e:mp2)
        {
            auto it=mp1.find(e.first);
            if(it!=mp1.end())
            {
                int num=fmin(it->second,e.second);//得到有多少个相同的
                for(int i=0;i<num;i++)
                {
                    ret.push_back(e.first);
                }
            }
        }
        return ret;
    }
};

存在重复元素

用map进行统计次数，如果有出现两次的直接返回

class Solution {
public:
    bool containsDuplicate(vector<int>& nums) {
        unordered_map<int,int> mp;

        for(auto&e:nums)
        {
            mp[e]++;
            if(mp[e]==2)
                return true;
        }
        return false;
    }
};

两句话中的不常见单词

给定两个句子 A 和 B 。 （句子是一串由空格分隔的单词。每个单词仅由小写字母组成。）如果一个单词在其中一个句子中只出现一次，在另一个句子中却没有出现，那么这个单词就是不常见的。返回所有不常用单词的列表。您可以按任何顺序返回列表。

题解：

题意转换 -> 两个句子中，只出现一次的单词
用哈希表进行统计 -> 并且将只出现一次的返回即可

技巧：将两个字符串和成一个字符串，并且，将这个字符串的所有单词放入哈希表之中，然后寻找哈希表中只出现一次的单词，再将这个单词返回即可。寻找单词的过程可以转变为寻找空格，即给定两个位置，pos1为单词的起始位置，pos2位空格的位置，pos1和pos2之间就是需要寻找的单词

class Solution {
public:
    vector<string> uncommonFromSentences(string s1, string s2) {
    //题意转换 -> 两个句子中，只出现一次的单词
    //用哈希表进行统计 -> 并且将只出现一次的返回即可

        vector<string> ret;
        unordered_map<string,int> mp;

        if(!s1.empty())//不为空则先加个空格
            s1+=' ';
        s1+=s2;

        if(s1.empty())
            return ret;
        
        //此时s1最少有一个单词
        size_t pos1=0;
        size_t pos2=s1.find(' ');


        while(pos2!=string::npos)
        {
            string temp(s1.begin()+pos1,s1.begin()+pos2);
            mp[temp]++;//添加至mp之中

            pos1=pos2+1;//来到下一个单词的起始处
            pos2=s1.find(' ',pos1);//从pos1处开始寻找下一个空格
        }

        //此时，还剩下一个单词没有添加
        mp[string(s1.begin()+pos1,s1.end())]++;

        for(auto&e:mp)
        {
            if(e.second==1)//只出现一次的
            ret.push_back(e.first);
        }

        return ret;

    }
};

字母异位词分组

给定一个字符串数组，将字母异位词组合在一起。字母异位词指字母相同，但排列不同的字符串。

题解：

利用unordered_multimap，将每个字符串排序后的结果作为k值，没有排序的字符串作为v值
然后对map进行遍历，将具有相同k值的map的v值，添加至同一个数组之中

class Solution {
public:
    void Insert(unordered_multimap<string,string>& map,string &s)
    {
        string copy(s);//预留一份
        sort(s.begin(),s.end());//排序
        map.insert(make_pair(s,copy));//插入map之中
    }
    vector<vector<string>> groupAnagrams(vector<string>& strs) {
        unordered_multimap<string,string> map;
        for(auto &s:strs)
        {
            Insert(map,s);
        }

        vector<vector<string>> ret;

        string prev;
        vector<string> temp;
        for(auto &e:map)
        {
            if(e.first==prev)//和前面的相等
            {
                temp.push_back(e.second);
            }
            else
            {
                if(!temp.empty())
                    ret.push_back(temp);
                prev=e.first;
                temp.clear();
                temp.push_back(e.second);
            }
        }
        if(!temp.empty())
        {
            ret.push_back(temp);
        }

        return ret;
    }
};

单词拆分

给定一个非空字符串 s 和一个包含非空单词的列表 wordDict，判定 s 是否可以被空格拆分为一个或多个在字典中出现的单词。

说明：
拆分时可以重复使用字典中的单词。
你可以假设字典中没有重复的单词。

题解：

先将单词添加至哈希表中，设dp[i]表示字符串s中0-i的单词是否可以从哈希表中挑选出单词组成
此时需要构建双重循环，外层循环更新i的位置，里层循环for(int j=i;j>=0;j–)表示 j-i的组成的单词是否可以从哈希表中找到对应的单词

如果s[j,i]能够找到对应的单词 ,dp[i]=dp[j-1] (j是当前匹配单词的第一个字母，0—i匹配的前提是 0—j-1的字符串也是匹配的)

**注意点：**当dp[i]==true时，就进行剪枝，不再对当前点进行判断，否则容易造成重复判断，出现不匹配的情况

class Solution {
public:
    bool wordBreak(string s, vector<string>& wordDict) {
        //将单词添加至哈希表中
        unordered_set<string> set;
        for(auto& s:wordDict)
        {
            set.insert(s);
        }

        vector<bool>dp(s.size()+1,false);//dp[i]表示0-i的字符是否可以由字典里的单词构成
        dp[0]=true;

        for(int i=0;i<s.size();i++)
        {
            for(int j=i;j>=0;j--)
            {
                if(dp[i+1])
                    break;//剪枝，避免重复判断
                    
                string temp(s.begin()+j,s.begin()+i+1);
                if(set.find(temp)!=set.end())//可以找到
                {
                    dp[i+1]=dp[j];
                }
            }
        }

        return dp[s.size()];
    }
};

和为K的子数组

给定一个整数数组和一个整数 **k，**你需要找到该数组中和为 k 的连续的子数组的个数。

题解：

class Solution {
public:
    int subarraySum(vector<int>& nums, int k) {
        //设 1 -i 下标的连续数组和为 sum[i]
        //sum[i] - sum[j] =k -> sum[j] = sum[i] - k  
        //即在其中寻找，是否两个连续数组相减 == k
        //此时需要注意的有如下几点
        //1.当sum[i]==sum[j]时、即k为0时 -> 排除一次自身

        unordered_map<int,int> map;
        int prev=0;
        int count=0;

        map[0]=1;//当sum[i] = k时，算一次
        int val;
        for(auto&e:nums)
        {
            val=prev+e;
            prev+=e;

            auto it=map.find(val-k);
           if(it!=map.end())
            count+=it->second;

            map[val]++;
        }

        return count;
    }
};

任务调度器

给你一个用字符数组 tasks 表示的 CPU 需要执行的任务列表。其中每个字母表示一种不同种类的任务。任务可以，以任意顺序执行，并且每个任务都可以在 1 个单位时间内执行完。在任何一个单位时间，CPU 可以完成一个任务，或者处于待命状态。

然而，两个 相同种类 的任务之间必须有长度为整数 n 的冷却时间，因此至少有连续 n 个单位时间内 CPU 在执行不同的任务，或者在待命状态。

你需要计算完成所有任务所需要的 最短时间 。

题解：

class Solution {
public:
    int leastInterval(vector<char>& tasks, int n) {
        //设有x个桶子，每个桶子执行的时间为(容量) n+1，不同的元素肯定不在同一个桶子里面
        //所以最少需要的桶子的个数为最大任务的长度
        //如果每个桶子都装满了，则剩余的元素随便插入，如果没装满，则所需时间为 (n+1)*(x-1) + 最后一个桶子剩余的元素
        //因为最后一个桶子不需要进行等待

        //进行次数的统计
        unordered_map<char,int> map;

        for(auto&ch:tasks)
        {
            map[ch]++;
        }

        //求出最大元素的个数，即桶子的个数
        priority_queue<int> heap;
        int sum=0;

        for(auto&e:map)//创建一个大堆
        {
            heap.push(e.second);
            sum+=e.second;//记录总体元素的个数
        }

        int max=heap.top();//获得桶子的个数
        heap.pop();
        sum-=max;//出去最大元素，剩余元素的个数
        int time=0;//所需时间

        //判断桶子是否装满
        if(sum>=max*n)//剩余元素的总量大于所有桶子的总量
        {
            time=max*(n+1) + sum-max*n;//每个桶子时间 + 剩余元素个数
            return time;
        }

        //此时，剩余元素装不满所有的桶子

        int tail=1;
        while(!heap.empty()&&heap.top()==max)//取出来的元素个数，和桶子数相等(则一个桶子一个)
        {
            heap.pop();
            tail++;//最后一个桶子的元素
        }

        sum-=(tail-1)*max;//个数小于桶子个数的元素总量

        int num=sum-(max-1)*(n-tail+1);//最后一个桶子可以分配到的元素


        time=(max-1)*(n+1) + tail;//桶子时间 + 最后一个桶子所需要的时间

        if(num>0)
            time+=num;

        return time;

    }
};

最长连续序列

给定一个未排序的整数数组 nums ，找出数字连续的最长序列（不要求序列元素在原数组中连续）的长度。

进阶：你可以设计并实现时间复杂度为 O(n) 的解决方案吗？

题解：

1.将所有的数据加入哈希表中的同时进行去重

2.查找一个连续数组，我们可以从该段数组的最小值 x 开始查询

3.如果x-1不在set之中，说明这个数没有前驱，即这个数是"当前连续数组的最小值"，然后用这个数，依次增大在哈希表中进行查找

class Solution {
public:
    int longestConsecutive(vector<int>& nums) {
        if(nums.size()==0)
            return 0;

        unordered_set<int> set;

        for(auto&e:nums)//将所有数据放入哈希表中
        {
            set.insert(e);
        }

        int max_length=0;
        int length=0;

        for(int i=0;i<nums.size();i++)//找连续的序列
        {
            if(set.find(nums[i]-1)!=set.end())//有前驱
                continue;//跳过

            int num=nums[i]+1;
            length=1;
            while(set.find(num)!=set.end())
            {
                length++;
                num++;
            }
            max_length=fmax(max_length,length);
        }

        return max_length;
    }
};