【数据结构】散列表:LeetCode题(二)1. 两数之和,13. 罗马数字转整数

1. 两数之和¹

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,你不能重复利用这个数组中同样的元素。

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]

1.解法一:枚举法

  • 思路:没啥说的,就是枚举出所有结果
  • 复杂度
    • Time:O(n^2),66ms
    • Space:O(1)
public int[] twoSum(int[] nums, int target) {
    
    
        for (int i = 0; i < nums.length - 1; i++) {
    
    
            for (int j = i + 1; j < nums.length; j++) {
    
    
                if (nums[i] + nums[j] == target) 
                    return new int[]{
    
    i,j};
            }
        }
        return new int[0];
}

2.解法二:散列表(HashMap)

  • 思路:为了将复杂度降到O(n),可以通过空间换时间的思路,即引入一个容器。那要引入什么合适呢?List?Set?Map?因为要返回的是索引,所以这里其实包含了一个K-V关系,因此可以用一个HashMap,key是值,value是数组索引。
  • 复杂度
    • Time:O(n),2ms
    • Space:O(n),需要一个Map将数组中元素保存进去
public int[] twoSum(int[] nums, int target) {
    
    
       HashMap<Integer,Integer> map = new HashMap<>();
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) 
        	// 如果map有与当前值匹配的,就直接取出索引返回,否则将当前值和索引加入map
            if (map.containsKey(target - nums[i])) 
                return new int[]{
    
    map.get(target - nums[i]),i};
            else 
                map.put(nums[i],i);
        return null;
}

13. 罗马数字转整数¹

罗马数字包含以下七种字符: IVXLCDM

字符          数值
I             1
V             5
X             10
L             50
C             100
D             500
M             1000

例如, 罗马数字 2 写做 II ,即为两个并列的 1。12 写做 XII ,即为 X + II 。 27 写做 XXVII, 即为 XX + V + II

通常情况下,罗马数字中小的数字在大的数字的右边。但也存在特例,例如 4 不写做 IIII,而是 IV。数字 1 在数字 5 的左边,所表示的数等于大数 5 减小数 1 得到的数值 4 。同样地,数字 9 表示为 IX。这个特殊的规则只适用于以下六种情况:

  • I 可以放在 V (5) 和 X (10) 的左边,来表示 4 和 9。
  • X 可以放在 L (50) 和 C (100) 的左边,来表示 40 和 90。
  • C 可以放在 D (500) 和 M (1000) 的左边,来表示 400 和 900。

给定一个罗马数字,将其转换成整数。输入确保在 1 到 3999 的范围内。

示例 1:

输入: "III"
输出: 3

示例 2:

输入: "IV"
输出: 4

示例 3:

输入: "IX"
输出: 9

示例 4:

输入: "LVIII"
输出: 58
解释: L = 50, V= 5, III = 3.

示例 5:

输入: "MCMXCIV"
输出: 1994
解释: M = 1000, CM = 900, XC = 90, IV = 4.

提示:

  • 题目所给测试用例皆符合罗马数字书写规则,不会出现跨位等情况。
  • IC 和 IM 这样的例子并不符合题目要求,49 应该写作 XLIX,999 应该写作 CMXCIX 。
  • 关于罗马数字的详尽书写规则,可以参考 罗马数字 - Mathematics

解法:散列表(HashMap)

  • 思路
    1. 本题一看就能想到K-V关系,而key是没关联的字符们,所以这里可以使用HahsMap。同时,核心问题变成了对 IV,IX,XL,XC,CD,CM的处理。
    2. 找规律发现,IV 整体会比 I+V 小2,IX 会比 I+X 小 2,XL 会比 X+L 小20,XC会比 X+C 小20,CD会比 C+D 小200,CM会比 C+M 小200。
    3. 所以就可以先对结果减去这些 2,20,200,然后再一个一个加
  • 复杂度
    • Time:O(n),与字符串长度正相关
    • Space:O(1),罗马字符就8个,所以HashMap的大小是确定的
class Solution {
    
    
    Map<Character, Integer> map = new HashMap<>(){
    
     
        // 在构造时进行初始化,{put}
        {
    
    
            put('I', 1);
            put('V', 5);
            put('X', 10);
            put('L', 50);
            put('C', 100);
            put('D', 500);
            put('M', 1000);
        }
    }; // 这里注意别忘记 ;
    

    public int romanToInt(String s) {
    
    
        int sum = 0;
		
        // 通过indexOf判断是否存在特殊,然后减去相应值
        if(s.indexOf("IV")!=-1){
    
    sum-=2;}
        if(s.indexOf("IX")!=-1){
    
    sum-=2;}
        if(s.indexOf("XL")!=-1){
    
    sum-=20;}
        if(s.indexOf("XC")!=-1){
    
    sum-=20;}
        if(s.indexOf("CD")!=-1){
    
    sum-=200;}
        if(s.indexOf("CM")!=-1){
    
    sum-=200;}
        
        // 遍历所有字符,累加即可
        for (char c : s.toCharArray()) {
    
    
            sum += map.get(c);
        }

        return sum;
    }
}

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