Java每日精进·45天挑战·Day10

第一部分：在Java中统计宝石数量

 

 

---

在编程中，字符串操作是一个常见的任务。今天，我们将讨论一个关于字符串匹配的问题：给定一个代表宝石类型的字符串 jewels 和一个代表你所拥有的石头类型的字符串 stones，我们需要统计 stones 中有多少石头是宝石。

这个问题看似简单，但它考察的是字符串遍历和字符匹配的基本技巧。我们将使用Java语言来实现这个解决方案。

问题描述

• 输入：两个字符串 jewels 和 stones。
• 输出：一个整数，表示 stones 中宝石的数量。
• 字母区分大小写：例如，"a" 和 "A" 被视为不同类型的石头。

示例

1. 输入：jewels = "aA", stones = "aAAbbbb"
   • 输出：3
2. 输入：jewels = "z", stones = "ZZ"
   • 输出：0

提示

• 1 <= jewels.length, stones.length <= 50
• jewels 和 stones 仅由英文字母组成
• jewels 中的所有字符都是唯一的

解决方案

我们可以使用一个简单的方法来解决这个问题：遍历 stones 字符串中的每个字符，并检查它是否在 jewels 字符串中出现。如果出现，则宝石计数器加一。

下面是具体的Java代码实现：

public class JewelCounter {
    public static int numJewelsInStones(String jewels, String stones) {
        int count = 0;
        // 将 jewels 字符串转换为一个 HashSet，以提高查找效率
        HashSet jewelSet = new HashSet<>();
        for (char jewel : jewels.toCharArray()) {
            jewelSet.add(jewel);
        }
        
        // 遍历 stones 字符串中的每个字符
        for (char stone : stones.toCharArray()) {
            // 如果当前石头字符在 jewels 集合中，则增加计数
            if (jewelSet.contains(stone)) {
                count++;
            }
        }
        
        return count;
    }

    public static void main(String[] args) {
        String jewels = "aA";
        String stones = "aAAbbbb";
        System.out.println("Number of jewels: " + numJewelsInStones(jewels, stones)); // 输出: 3
        
        jewels = "z";
        stones = "ZZ";
        System.out.println("Number of jewels: " + numJewelsInStones(jewels, stones)); // 输出: 0
    }
}

 

代码解释

1. HashSet的使用：
   • 我们首先将 jewels 字符串转换为一个 HashSet。这样做的好处是查找操作的时间复杂度为 O(1)，从而提高整体效率。
2. 遍历 stones 字符串：
   • 我们遍历 stones 字符串中的每个字符，并使用 HashSet 的 contains 方法来检查该字符是否是一个宝石。
3. 计数：
   • 如果当前字符是一个宝石，则增加计数器。
4. 输出结果：
   • 最后，我们输出宝石的总数。

结论

通过这种方法，我们可以高效地统计出 stones 中宝石的数量。这个问题不仅考察了基本的字符串操作，还展示了 HashSet 在查找操作中的高效性。希望这篇博客能帮助你理解如何使用Java来解决此类问题。

第二部分：判断一个数是否为快乐数

  在编程中，我们经常会遇到一些有趣的问题，它们挑战我们的逻辑思维和算法设计能力。今天，我们要讨论的是一个关于“快乐数”的问题。快乐数是一个正整数，它遵循一个特定的规则：将该数的每一位数字平方后相加，重复这个过程，如果最终结果为1，则这个数是快乐数；否则，如果进入无限循环且不能达到1，则不是快乐数。

这个问题看似简单，但实际上它考察的是我们对循环检测的理解以及哈希集合（HashSet）在解决此类问题中的应用。接下来，我们将用Java语言来实现这个算法，并详细解释每一步骤。

问题描述

• 输入：一个正整数 n，满足 1 <= n <= 2^31 - 1。
• 输出：一个布尔值，如果 n 是快乐数则返回 true，否则返回 false。

示例

1. 输入：n = 19
   • 输出：true
   • 解释：1^2 + 9^2 = 82, 8^2 + 2^2 = 68, 6^2 + 8^2 = 100, 1^2 + 0^2 + 0^2 = 1
2. 输入：n = 2
   • 输出：false

解决方案

为了解决这个问题，我们可以使用哈希集合（HashSet）来存储已经出现过的数。在每次计算平方和之后，我们检查这个结果是否已经在集合中出现过。如果出现过，说明我们进入了一个循环，且这个循环不包含1，因此 n 不是快乐数。如果结果不在集合中，我们将其添加到集合中，并继续计算下一个平方和。如果最终我们得到了1，那么 n 就是快乐数。

下面是具体的Java代码实现：

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

public class HappyNumber {
    public static boolean isHappy(int n) {
        Set seen = new HashSet<>();
        
        while (n != 1 && !seen.contains(n)) {
            seen.add(n);
            n = getNext(n);
        }
        
        return n == 1;
    }
    
    private static int getNext(int n) {
        int sum = 0;
        while (n > 0) {
            int digit = n % 10;
            sum += digit * digit;
            n /= 10;
        }
        return sum;
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        int n1 = 19;
        System.out.println("Is " + n1 + " a happy number? " + isHappy(n1)); // 输出: true
        
        int n2 = 2;
        System.out.println("Is " + n2 + " a happy number? " + isHappy(n2)); // 输出: false
    }
}

 

代码解释

1. isHappy 方法：
   • 这个方法接收一个整数 n 作为参数，并返回一个布尔值表示 n 是否是快乐数。
   • 它使用一个 HashSet 来存储已经出现过的数。
   • 在一个 while 循环中，它检查 n 是否等于1或者是否已经在集合中出现过。如果等于1，则返回 true；如果已经在集合中出现过，则说明进入了循环且不会得到1，返回 false。
   • 如果 n 既不等于1也不在集合中，则将其添加到集合中，并调用 getNext 方法计算下一个数。
2. getNext 方法：
   • 这个方法接收一个整数 n 作为参数，并返回它的每一位数字平方后的和。
   • 它使用一个 while 循环来遍历 n 的每一位数字，计算平方和，并将 n 除以10以移除最低位。
3. main 方法：
   • 这是程序的入口点，它测试了两个示例输入，并打印出结果。

结论

通过这种方法，我们可以高效地判断一个数是否为快乐数。这个问题不仅考察了基本的数学运算和循环检测，还展示了哈希集合在解决此类问题中的强大功能。希望这篇博客能帮助你理解如何使用Java来解决此类问题。

如果你有任何疑问或进一步的建议，请随时在评论区留言！