【代码随想录】Day6 哈希表理论基础 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-Toy模板网

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【代码随想录】Day6 哈希表理论基础 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

前言

新的一部分-哈希表，哈希表之前做题相对比较熟练希望能快速复习

242.有效的字母异位词

Source: 题目
Note：以前刷的时候使用python字典，这次换做C++
注意数组就是简单的哈希表，但是数组的大小可不是无限开辟的

class Solution {
public:
    bool isAnagram(string s, string t) {
        // 
        int record[26] = {0};
        for (int i = 0; i < t.size(); i++) {
            record[t[i] - 'a']++;
        }
        for (int i = 0; i < s.size(); i++) {
            record[s[i] - 'a']--;
        }
        for (int i = 0; i < 26; i++) {
            if (record[i]!=0) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }
};

Tips:

349. 两个数组的交集

Source: 题目
Note：python刷过，C++写的话要考察unordered_set的用法，需要加强认识
要熟悉不同容器之间的转换，以及unordered_set的基本用法如find(), for后范围的写法等和python有所不同
这道题涉及了vector-> unordered_set和 unordered_set->vector,都使用了范围构造的方法
vector (InputIterator first, InputIterator last)

class Solution {
public:
    vector<int> intersection(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) {
        // 结果set，为了去重
        unordered_set<int> result_set;
        // nums1的去重数集
        unordered_set<int> nums_set(nums1.begin(),nums1.end()); 
        // 遍历nums1中的所有数字
        for (int num : nums2) {
            // 如果发现数字和nums1数集中某个数相同，加入最终结果集合
            //（可能会相同数字重复加入，所以使用unordered_set）
            if (nums_set.find(num)!=nums_set.end()) {
                result_set.insert(num);
            } 
        }
        // 这里是使用范围构造vector即vector (InputIterator first, InputIterator last);
        // end()指向范围结束迭代器 指向容器中最后一个元素之后的位置
        return vector<int>(result_set.begin(),result_set.end());
    }
};

Tips：这道题也可以构造1000+位的数组充当哈希表，因为num的大小限定在1000之下
参考如下：

class Solution {
public:
    vector<int> intersection(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) {
        unordered_set<int> result_set; // 存放结果，之所以用set是为了给结果集去重
        int hash[1005] = {0}; // 默认数值为0
        for (int num : nums1) { // nums1中出现的字母在hash数组中做记录
            hash[num] = 1;
        }
        for (int num : nums2) { // nums2中出现话，result记录
            if (hash[num] == 1) {
                result_set.insert(num);
            }
        }
        return vector<int>(result_set.begin(), result_set.end());
    }
};

202. 快乐数

Source: 题目
Note：快乐数：求一个数各位的平方然后加和，如果不为1就将和作为新数继续求，如果最终能为1这个数就是快乐数，反之则不是。

这道题的关键在于理解如何判断非快乐数（原文链接：https://blog.csdn.net/2301_79811033/article/details/135854331）
核心在于该结论：
一个数是否为快乐数，只有两种可能：情况1：最终这个数变成了1后无限循环；情况2：无限循环但始终变不到 1。
鸽巢原理，假设有n个巢，和n+1个鸽子，那么至少会有一个巢鸟的数量>1
推导过程如下：
1.题目限定数最大只能是2的31次方-1，即2,147,483,647
2. 2,147,483,647<9,999,999,999，这个各个位的数的平方和为810，
即这个最大数2,147,483,647的平方和，其平方数和一定位于 [ 1, 810 ] 之间。
3.然后假设我们对2,147,483,647，进行811次这样的求平方数和的操作
4.由鸽巢原理可知，一定会有一个数重合，那么此时就构成了闭环。
5.那么我们也可以确定它一定会出现一个闭环，只不过是闭环中的数是否相同而已。

所以使用上面的结论我们可以知道，如果将每次判断时的平方和加入unordered_set，如果是情况2，循环一定会出现重复，而当sum出现重复的时候，就证明了这不是快乐数。

class Solution {
public:
    int getSum(int n) {
        int k = 0;
        int sum = 0;
        while (n != 0) {
            k = n % 10;
            n = n / 10;
            sum = k * k + sum; 
        }
        return sum;
    }
    bool isHappy(int n) {
        // 一想到需要查询是否有重复元素就要用unordered_set哈希表
        unordered_set<int> sum_set;
        while (1) {
            // 获取数字各位平方和
            int sum = getSum(n);
            if (sum == 1){
                return true;
            }
            // 如果在sum集合中找到重复元素，说明这是个无限循环，不是快乐数
            if (sum_set.find(sum)!=sum_set.end()) {
                return false;
            }
            // 将新的sum插入数集
            sum_set.insert(sum);
            // 更新下一个n为sum
            n = sum;
        }
    }
};

1. 两数之和

Source: 题目
Note：这道题用python刷过，但是不清晰C++内map的写法，所以既算预习也算复习
注意：find()函数返回一个iterator

class Solution {
public:
    vector<int> twoSum(vector<int>& nums, int target) {
        unordered_map<int,int> nums_map;
        for (int i = 0 ; i < nums.size() ; i++) {
            auto iter = nums_map.find(target - nums[i]);  // 声明并初始化迭代器
            if (iter != nums_map.end()) {  // 使用迭代器进行比较
                return {iter->second, i};  // 如果找到，返回{找到的元素的索引，当前元素的索引}
            }
            nums_map.insert(pair<int,int>(nums[i], i));
        }
        return {};
    }
};

Tips:

为什么返回值是 {} 而不能是 NULL？
在C++中，使用 {} 返回一个空的初始化列表，这在返回一个空的 std::vector 时非常有用。如果函数的返回类型是 std::vector，那么返回 {} 会构造并返回一个空的 vector 对象。而 NULL 通常用于指针类型的返回值，表示没有指向任何对象。在这种情况下，使用 {} 而不是 NULL 是因为我们需要返回一个空的 vector，而不是一个空指针。
pair<int,int>(nums[i], i) 这里的 pair 用法是什么？
std::pair 是C++标准库中的一个模板类，用于存储一对值，这对值可以是不同类型的。在这个例子中，pair<int, int>(nums[i], i) 创建了一个包含两个 int 类型的 pair，其中第一个元素是 nums[i] 的值，第二个元素是索引 i。pair 通常用于需要将两个相关联的值作为单个实体处理的情况。
return {iter->second, i}; 又是什么用法？
这行代码使用了初始化列表来构造并返回一个 vector 对象。iter->second 访问的是 unordered_map 中与 iter->first 对应的值（在本例中是数组中的索引），i 是当前元素的索引。例如，return {iter->second, i}; 这行代码实际上构造了一个包含两个整数的 vector，并将其返回。编译器根据函数的返回类型和提供的初始化列表自动推导出需要构造的 vector 对象。
为什么是 auto iter 而不是 unordered_map<int, int>::iterator iter？
在C++11及之后的版本中，auto 关键字用于自动类型推导，让编译器根据初始化表达式自动推断变量的类型。在这个例子中，auto iter 能让编译器自动推断 iter 的类型为 unordered_map<int, int>::iterator，这简化了代码并提高了可读性。如果不使用 auto，你需要显式指定迭代器的完整类型，这会使代码更加冗长。使用 auto 不仅减少了需要键入的字符数量，还使代码更容易维护，因为如果 nums_map 的类型改变了，iter 的类型也会自动更新，而不需要手动修改。