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Java详解LeetCode 热题 100(02):LeetCode 49. 字母异位词分组（Group Anagrams）详解

news 来源：原创 2025/6/8 5:57:36

文章目录

    • 1. 题目描述
    • 2. 理解题目
    • 3. 解法一：排序法
      • 3.1 思路
      • 3.2 Java代码实现
      • 3.3 代码详解
      • 3.4 复杂度分析
      • 3.5 适用场景
    • 4. 解法二：计数法
      • 4.1 思路
      • 4.2 Java代码实现
      • 4.3 代码详解
      • 4.4 复杂度分析
      • 4.5 适用场景
    • 5. 解法三：字符串哈希法
      • 5.1 思路
      • 5.2 Java代码实现
      • 5.3 代码详解
      • 5.4 复杂度分析
      • 5.5 与其他方法的对比
    • 6. 性能优化与改进
      • 6.1 优化排序法
      • 6.2 使用懒加载策略
    • 7. 常见问题与解答
      • 7.1 如何处理空字符串？
      • 7.2 如何处理大量数据？
      • 7.3 如何提高空间效率？
    • 8. 完整的 Java 解决方案
    • 9. 实际应用与扩展
      • 9.1 应用场景
      • 9.2 扩展问题
    • 10. 测试用例
    • 11. 总结与技巧
      • 11.1 解题要点
      • 11.2 常用技巧
      • 11.3 面试技巧

1. 题目描述

给你一个字符串数组 strs，请你将 字母异位词 组合在一起。可以按任意顺序返回结果列表。

字母异位词 是由重新排列源单词的所有字母得到的一个新单词，所有源单词中的字母通常恰好只用一次。

示例 1:

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

示例 2:

输入: strs = [""]
输出: [[""]]

示例 3:

输入: strs = ["a"]
输出: [["a"]]

提示：

  • 1 <= strs.length <= 10^4
  • 0 <= strs[i].length <= 100
  • strs[i] 仅包含小写字母

2. 理解题目

这道题要求我们把字母异位词分到同一组。字母异位词是指两个单词包含相同的字母，但是字母的排列顺序不同。例如，"eat"和"tea"就是字母异位词，因为它们都由字母’e’、‘a’、't’组成。

关键点：

  1. 字母异位词包含相同的字母，只是排列顺序不同
  2. 我们需要将所有字母异位词放到同一组
  3. 输出可以按任意顺序

3. 解法一：排序法

3.1 思路

最直观的方法是对字符串进行排序。字母异位词排序后会得到相同的字符串，我们可以将排序后的字符串作为键，原字符串作为值，存入哈希表中。

具体步骤：

  1. 创建一个哈希表，键为排序后的字符串，值为字母异位词列表
  2. 遍历输入数组中的每个字符串
  3. 将当前字符串排序，得到排序后的字符串
  4. 如果哈希表中已有该排序后的字符串作为键，则将当前字符串添加到对应值的列表中
  5. 否则，在哈希表中创建一个新的键值对
  6. 最后，返回哈希表的所有值，即为分组结果

3.2 Java代码实现

import java.util.*;public class Solution {public List<List<String>> groupAnagrams(String[] strs) {// 特殊情况处理if (strs == null || strs.length == 0) {return new ArrayList<>();}// 创建哈希表，键为排序后的字符串，值为原字符串列表Map<String, List<String>> map = new HashMap<>();// 遍历所有字符串for (String str : strs) {// 将字符串转换为字符数组并排序char[] chars = str.toCharArray();Arrays.sort(chars);String sortedStr = new String(chars);// 如果哈希表中没有这个排序后的字符串，创建一个新列表if (!map.containsKey(sortedStr)) {map.put(sortedStr, new ArrayList<>());}// 将原字符串添加到对应列表中map.get(sortedStr).add(str);}// 返回哈希表的所有值return new ArrayList<>(map.values());}
}

3.3 代码详解

  1. 首先检查输入是否为空，如果是，返回空列表
  2. 创建一个HashMap，键是排序后的字符串，值是原字符串的列表
  3. 遍历输入数组中的每个字符串：
    • 将字符串转换为字符数组，便于排序
    • 对字符数组进行排序
    • 将排序后的字符数组转换回字符串，作为键
    • 检查哈希表中是否已有该键，如果没有，创建一个新的列表
    • 将原字符串添加到对应键的列表中
  4. 最后，通过map.values()获取所有值（即所有分组），转换为List返回

3.4 复杂度分析

  • 时间复杂度：O(n * k * log k)，其中n是输入数组的长度，k是字符串的最大长度
    • 遍历n个字符串需要O(n)
    • 对每个字符串排序需要O(k * log k)
    • 总体时间复杂度为O(n * k * log k)
  • 空间复杂度：O(n * k)
    • 哈希表需要存储所有字符串，最坏情况下需要O(n * k)的空间

3.5 适用场景

排序法直观易懂，适用于大多数情况。当字符串长度不是很大时，这种方法效率较高。

4. 解法二：计数法

4.1 思路

由于题目限定只包含小写字母，我们可以用一个长度为26的数组来统计每个字符串中各个字母的出现次数。具有相同字母计数的字符串就是字母异位词。

具体步骤：

  1. 创建一个哈希表，键为字符计数的字符串表示，值为原字符串列表
  2. 遍历每个输入字符串，统计每个字母的出现次数
  3. 将统计结果转化为一个唯一的字符串表示，例如#1#2#0#0...表示’a’出现1次，'b’出现2次，'c’和’d’都不出现…
  4. 使用这个唯一表示作为键，将原字符串加入对应的列表
  5. 返回哈希表的所有值

4.2 Java代码实现

import java.util.*;public class Solution {public List<List<String>> groupAnagrams(String[] strs) {if (strs == null || strs.length == 0) {return new ArrayList<>();}Map<String, List<String>> map = new HashMap<>();for (String str : strs) {// 创建一个长度为26的数组，表示26个小写字母int[] counts = new int[26];// 统计每个字母的出现次数for (char c : str.toCharArray()) {counts[c - 'a']++;}// 将计数数组转换为唯一的字符串表示StringBuilder sb = new

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1、vue webpack配置 filename: [path][base].gz,// 设置成这样就行了 const { defineConfig } require(vue/cli-service)const debug process.env.NODE_ENV ! productionconst CompressionWebpackPlugin require(compression-webpack-plugin)const TerserPlugin require(…...

编程日记 2025/4/28 12:39:53

Excel如何安装使用EPM插件并且汉化？

Excel如何使用EPM插件 Excel如何使用EPM插件一、安装EPM插件二、启动EPM插件三、插件汉化设置 Excel如何使用EPM插件 一、安装EPM插件 在安装EPM插件时&#xff0c;若运行安装包后出现报错提示&#xff0c;通常是因为系统缺少 Visual Studio 2010 组件&#xff0c;需先安装该…...

编程日记 2025/5/30 22:03:54

在Linux中使用fcntl函数和ioctl函数

特性fcntlioctl作用对象文件描述符&#xff08;通用文件操作&#xff09;设备文件&#xff08;硬件或驱动控制&#xff09;标准化程度POSIX 标准&#xff0c;行为一致设备相关&#xff0c;无统一标准典型场景文件锁、非阻塞模式、描述符复制终端控制、网络配置、硬件操作移植性…...

编程日记 2025/5/4 3:12:32