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LeetCode 454. 4Sum II (C++)

題目:

Given four lists A, B, C, D of integer values, compute how many tuples (i, j, k, l) there are such that A[i] + B[j] + C[k] + D[l] is zero.

To make problem a bit easier, all A, B, C, D have same length of N where 0 ≤ N ≤ 500. All integers are in the range of -228 to 228 - 1 and the result is guaranteed to be at most 231 - 1.

Example:

Input:
A = [ 1, 2]
B = [-2,-1]
C = [-1, 2]
D = [ 0, 2]

Output:
2

Explanation:
The two tuples are:
1. (0, 0, 0, 1) -> A[0] + B[0] + C[0] + D[1] = 1 + (-2) + (-1) + 2 = 0
2. (1, 1, 0, 0) -> A[1] + B[1] + C[0] + D[0] = 2 + (-1) + (-1) + 0 = 0

分析:

問題是給定四個長度相同的陣列,在每個陣列中取一個元素,所有的組合中和為零的情況有多少種?

四個陣列兩兩一組,先計算前一組中兩個元素的和,存入unordered_map中,再計算另一組中兩個陣列元素的和的相反數,然後在unordered_map中查詢。

程式:

class Solution {
public:
    int fourSumCount(vector<int>& A, vector<int>& B, vector<int>& C, vector<int>& D) {
        unordered_map<int,int> m;
        int res = 0;
        for (auto p:A){
            for (auto q:B){
                m[p+q]++;
            }
        }
        
for (auto i:C){ for (auto j:D){ auto iter = m.find(-i-j); if (iter!=m.end()) res += iter->second; } } return res; } };

備註:

map和unordered_map的差別

1.需要引入的標頭檔案不同

  map: #include <map>

  unordered_map: #include <unordered_map>

2.內部實現機理不同

  map:map內部實現了一個紅黑樹(紅黑樹是非嚴格平衡二叉搜尋樹,而AVL是嚴格平衡二叉搜尋樹),紅黑樹具有自動排序的功能,因此map內部的所有元素都是有序的,紅黑樹的每一個節點都代表著map的一個元素。因此,對於map進行的查詢,刪除,新增等一系列的操作都相

當於是對紅黑樹進行的操作。map中的元素是按照二叉搜尋樹(又名二叉查詢樹、二叉排序樹,特點就是左子樹上所有節點的鍵值都小於根節點的鍵值,右子樹所有節點的鍵值都大於根節點的鍵值)儲存的,使用中序遍歷可將鍵值按照從小到大遍歷出來。

  unordered_map:unordered_map內部實現了一個雜湊表(也叫散列表,通過把關鍵碼值對映到Hash表中一個位置來訪問記錄,查詢的時間複雜度可達到O(1),其在海量資料處理中有著廣泛應用)。因此,其元素的排列順序是無序的。

3.優缺點以及適用處

  map優點:有序性,這是map結構最大的優點,其元素的有序性在很多應用中都會簡化很多的操作。紅黑樹,內部實現一個紅黑書使得map的很多操作在lgn的時間複雜度下就可以實現,因此效率非常的高。

  map缺點:空間佔用率高,因為map內部實現了紅黑樹,雖然提高了執行效率,但是因為每一個節點都需要額外儲存父節點、孩子節點和紅/黑性質,使得每一個節點都佔用大量的空間。

  map適用處:對於那些有順序要求的問題,用map會更高效一些。

  unordered_map優點: 因為內部實現了雜湊表,因此其查詢速度非常的快。

  unordered_map缺點: 雜湊表的建立比較耗費時間。

  unordered_map適用處:對於查詢問題,unordered_map會更加高效一些,因此遇到查詢問題,常會考慮一下用unordered_map。
4.總結:

  記憶體佔有率的問題就轉化成紅黑樹 VS hash表 , 還是unorder_map佔用的記憶體要高。

  但是unordered_map執行效率要比map高很多。

  對於unordered_map或unordered_set容器,其遍歷順序與建立該容器時輸入的順序不一定相同,因為遍歷是按照雜湊表從前往後依次遍歷的。

5.map和unordered_map的使用

  unordered_map的用法和map是一樣的,提供了 insert,size,count等操作,並且裡面的元素也是以pair型別來存貯的。其底層實現是完全不同的,上方已經解釋了,但是就外部使用來說卻是一致的。

參考:https://blog.csdn.net/BillCYJ/article/details/78985895