数据结构与算法之 leetcode 哈希表字母异位词分组算法 排序键

数据结构与算法阿木 发布于 3 天前 1 次阅读


摘要:

在LeetCode中,字母异位词分组是一个常见的算法问题。本文将深入探讨如何使用哈希表和排序键来解决这个问题。我们将从问题背景出发,逐步分析解决方案,并通过代码实现来展示如何高效地分组字母异位词。

一、问题背景

字母异位词是指由相同的字母组成,但排列顺序不同的单词。例如,"eat"、"tea"和"ate"就是一组字母异位词。在LeetCode中,字母异位词分组问题通常要求我们将一组单词按照字母异位词进行分组。

二、解决方案分析

为了解决这个问题,我们可以采用以下步骤:

1. 创建一个哈希表(字典)来存储分组结果。

2. 遍历输入的单词列表。

3. 对于每个单词,将其字母排序后作为键,原单词作为值,存入哈希表中。

4. 返回哈希表的值,即为分组后的字母异位词列表。

三、代码实现

下面是使用Python实现的字母异位词分组算法:

python

def groupAnagrams(strs):


创建一个空字典用于存储分组结果


result = {}



遍历输入的单词列表


for word in strs:


将单词的字母排序后作为键


sorted_word = ''.join(sorted(word))



将原单词作为值,存入哈希表中


if sorted_word in result:


result[sorted_word].append(word)


else:


result[sorted_word] = [word]



返回哈希表的值,即为分组后的字母异位词列表


return list(result.values())

测试代码


strs = ["eat", "tea", "tan", "ate", "nat", "bat"]


print(groupAnagrams(strs))


四、算法分析

1. 时间复杂度:对于每个单词,我们都需要对其进行排序,排序的时间复杂度为O(nlogn),其中n为单词的长度。总的时间复杂度为O(m nlogn),其中m为单词的数量。

2. 空间复杂度:我们需要一个哈希表来存储分组结果,哈希表的大小取决于分组后的字母异位词数量,因此空间复杂度为O(m)。

五、优化与改进

在实际应用中,我们可以对算法进行以下优化:

1. 使用计数排序代替排序,将时间复杂度降低到O(n)。

2. 使用Trie树(字典树)来存储单词,进一步优化查找和插入操作。

六、总结

本文深入解析了LeetCode中的字母异位词分组问题,通过使用哈希表和排序键,我们能够高效地解决这个问题。在实际应用中,我们可以根据具体需求对算法进行优化和改进,以达到更好的性能。

以下是对上述代码的优化版本,使用计数排序来提高效率:

python

def groupAnagrams(strs):


创建一个空字典用于存储分组结果


result = {}



遍历输入的单词列表


for word in strs:


创建一个长度为26的列表用于计数


count = [0] 26



遍历单词中的每个字母,并更新计数


for char in word:


count[ord(char) - ord('a')] += 1



将计数列表转换为字符串,作为键


key = ''.join(map(str, count))



将原单词作为值,存入哈希表中


if key in result:


result[key].append(word)


else:


result[key] = [word]



返回哈希表的值,即为分组后的字母异位词列表


return list(result.values())

测试代码


strs = ["eat", "tea", "tan", "ate", "nat", "bat"]


print(groupAnagrams(strs))


通过这种方式,我们能够将时间复杂度降低到O(n),从而提高算法的效率。