【Java】【JS】LeetCode - 快慢指針 - 哈希表 - # 202 快樂數

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# 202 快樂數

編寫一個算法來判斷一個數 n 是不是快樂數。

「快樂數」定義爲：對於一個正整數，每一次將該數替換爲它每個位置上的數字的平方和，然後重複這個過程直到這個數變爲 1，也可能是 無限循環 但始終變不到 1。如果 可以變爲  1，那麼這個數就是快樂數。

如果 n 是快樂數就返回 True ；不是，則返回 False 。

 輸入：19

輸出：true

解釋： 12 + 92 = 82

82 + 22 = 68

62 + 82 = 100

12 + 02 + 02 = 1

 方法一：哈希表

算法分爲兩部分（1）給一個數字 nn，它的下一個數字是什麼？（2）按照一系列的數字來判斷我們是否進入了一個循環。
第 1 部分我們按照題目的要求做數位分離，求平方和。

第 2 部分可以使用 HashSet 完成。每次生成鏈中的下一個數字時，我們都會檢查它是否已經在 HashSet 中。（1）如果它不在 HashSet 中，我們應該添加它。（2）如果它在 HashSet 中，這意味着我們處於一個循環中，因此應該返回 false。

class Solution {
    public boolean isHappy(int n) {
        Set<Integer> hash = new HashSet<>();    // 哈希表存儲
        while(n!=1&&!hash.contains(n)){   // n不爲1 & n不在表中
            hash.add(n);
            n = getNext(n);     // 繼續計算
        }
        return n == 1;
    }
    public int getNext(int n){   // 計算下一個數,求平方和
        int total = 0;
        while(n > 0){
            int d = n % 10;
            n = n / 10;
            total = total + d*d;
        }
        return total;
    }
}

/**
 * @param {number} n
 * @return {boolean}
 */
var isHappy = function(n) {
    if(n === 1)
        return true;
    const list = new Set();
    while(!list.has(n)){
        list.add(n);
        n = next(n);
    }
    return n===1;
};
function next(n){
  n = n + ''
  let sum = 0
  for(let num of n){
    sum += num * num
  }
  return sum
}

 

 方法二：快慢指針遍歷（弗洛伊德循環查找算法）

那麼這個問題後半部分可以轉換爲檢測一個鏈表是否有環。因此我們在這裏可以使用弗洛伊德循環查找算法。這個算法是兩個奔跑選手，一個跑的快，一個跑得慢。在龜兔賽跑的寓言中，跑的快的稱爲 “烏龜”，跑得快的稱爲 “兔子”。

不管烏龜和兔子在循環中從哪裏開始，它們最終都會相遇。這是因爲兔子每走一步就向烏龜靠近一個節點（在它們的移動方向上）。

在算法的每一步中，慢速在鏈表中前進 1 個節點，快跑者前進 2 個節點（對 getNext(n) 函數的嵌套調用）。（1）如果 n 是一個快樂數，即沒有循環，那麼快跑者最終會比慢跑者先到達數字 1。（2）如果 n 不是一個快樂的數字，那麼最終快跑者和慢跑者將在同一個數字上相遇。

public boolean isHappy(int n) {
        int slow = n;    // 慢指針
        int fast = getNext(n);    // 快指針
        while(fast!=1 && slow!=fast){
            slow = getNext(slow);   // 慢指針走一步
            fast = getNext(getNext(fast));   // 快指針走兩步
        }
        return fast==1;
    }

var isHappy = function(n) {
    let slow = next(n)
    let fast = next(slow)
    while(slow != fast){
      slow = next(slow)
      fast = next(next(fast))
    }
    return slow == 1
}