feat: add solutions to lc problem: No.3625 (#4873)

Author: yanglbme

solution/3600-3699/3625.Count Number of Trapezoids II/README.md

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-### 方法一
+### 方法一：哈希表 + 枚举
+
+我们可以把所有点两两组合，计算出每一对点所对应的直线的斜率和截距，并使用哈希表进行记录，计算斜率相同且截距不同的直线两两组合得到的数量之和。注意，对于平行四边形，我们在上述计算中会被重复计算两次，因此我们需要将其减去。
+
+平行四边形的对角线中点重合，因此我们同样把所有点两两组合，计算出每一对点的中点坐标和斜率，并使用哈希表进行记录，计算斜率相同且中点坐标相同的点对两两组合得到的数量之和。
+
+具体地，我们使用两个哈希表 $\textit{cnt1}$ 和 $\textit{cnt2}$ 分别记录以下信息：
+
+-   其中 $\textit{cnt1}$ 记录斜率 $k$ 和截距 $b$ 出现的次数，键为斜率 $k$，值为另一个哈希表，记录截距 $b$ 出现的次数；
+-   其中 $\textit{cnt2}$ 记录点对的中点坐标和斜率 $k$ 出现的次数，键为点对的中点坐标 $p$，值为另一个哈希表，记录斜率 $k$ 出现的次数。
+
+对于点对 $(x_1, y_1)$ 和 $(x_2, y_2)$，我们记 $dx = x_2 - x_1$，并且 $dy = y_2 - y_1$。如果 $dx = 0$，则说明两点在同一条垂直线上，我们记斜率 $k = +\infty$，截距 $b = x_1$；否则斜率 $k = \frac{dy}{dx}$，截距 $b = \frac{y_1 \cdot dx - x_1 \cdot dy}{dx}$。点对的中点坐标 $p$ 可以表示为 $p = (x_1 + x_2 + 2000) \cdot 4000 + (y_1 + y_2 + 2000)$，这里加上偏移量是为了避免负数。
+
+接下来，我们遍历所有点对，计算出对应的斜率 $k$、截距 $b$ 和中点坐标 $p$，并更新哈希表 $\textit{cnt1}$ 和 $\textit{cnt2}$。
+
+然后，我们遍历哈希表 $\textit{cnt1}$，对于每一个斜率 $k$，我们计算所有截距 $b$ 出现次数的两两组合之和，并累加到答案中。最后，我们遍历哈希表 $\textit{cnt2}$，对于每一个中点坐标 $p$，我们计算所有斜率 $k$ 出现次数的两两组合之和，并从答案中减去。
+
+时间复杂度 $O(n^2)$，空间复杂度 $O(n^2)$。其中 $n$ 是点的数量。
 
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 #### Python3
 
 ```python
-
+class Solution:
+    def countTrapezoids(self, points: List[List[int]]) -> int:
+        n = len(points)
+
+        # cnt1: k -> (b -> count)
+        cnt1: dict[float, dict[float, int]] = defaultdict(lambda: defaultdict(int))
+        # cnt2: p -> (k -> count)
+        cnt2: dict[int, dict[float, int]] = defaultdict(lambda: defaultdict(int))
+
+        for i in range(n):
+            x1, y1 = points[i]
+            for j in range(i):
+                x2, y2 = points[j]
+                dx, dy = x2 - x1, y2 - y1
+
+                if dx == 0:
+                    k = 1e9
+                    b = x1
+                else:
+                    k = dy / dx
+                    b = (y1 * dx - x1 * dy) / dx
+
+                cnt1[k][b] += 1
+
+                p = (x1 + x2 + 2000) * 4000 + (y1 + y2 + 2000)
+                cnt2[p][k] += 1
+
+        ans = 0
+
+        for e in cnt1.values():
+            s = 0
+            for t in e.values():
+                ans += s * t
+                s += t
+
+        for e in cnt2.values():
+            s = 0
+            for t in e.values():
+                ans -= s * t
+                s += t
+
+        return ans
 ```
 
 #### Java
 
 ```java
-
+class Solution {
+    public int countTrapezoids(int[][] points) {
+        int n = points.length;
+        Map<Double, Map<Double, Integer>> cnt1 = new HashMap<>(n * n);
+        Map<Integer, Map<Double, Integer>> cnt2 = new HashMap<>(n * n);
+
+        for (int i = 0; i < n; ++i) {
+            int x1 = points[i][0], y1 = points[i][1];
+            for (int j = 0; j < i; ++j) {
+                int x2 = points[j][0], y2 = points[j][1];
+                int dx = x2 - x1, dy = y2 - y1;
+                double k = dx == 0 ? Double.MAX_VALUE : 1.0 * dy / dx;
+                double b = dx == 0 ? x1 : 1.0 * (y1 * dx - x1 * dy) / dx;
+                if (k == -0.0) {
+                    k = 0.0;
+                }
+                if (b == -0.0) {
+                    b = 0.0;
+                }
+                cnt1.computeIfAbsent(k, _ -> new HashMap<>()).merge(b, 1, Integer::sum);
+                int p = (x1 + x2 + 2000) * 4000 + (y1 + y2 + 2000);
+                cnt2.computeIfAbsent(p, _ -> new HashMap<>()).merge(k, 1, Integer::sum);
+            }
+        }
+
+        int ans = 0;
+        for (var e : cnt1.values()) {
+            int s = 0;
+            for (int t : e.values()) {
+                ans += s * t;
+                s += t;
+            }
+        }
+        for (var e : cnt2.values()) {
+            int s = 0;
+            for (int t : e.values()) {
+                ans -= s * t;
+                s += t;
+            }
+        }
+        return ans;
+    }
+}
 ```
 
 #### C++
 
 ```cpp
-
+class Solution {
+public:
+    int countTrapezoids(vector<vector<int>>& points) {
+        int n = points.size();
+        unordered_map<double, unordered_map<double, int>> cnt1;
+        unordered_map<int, unordered_map<double, int>> cnt2;
+
+        cnt1.reserve(n * n);
+        cnt2.reserve(n * n);
+
+        for (int i = 0; i < n; ++i) {
+            int x1 = points[i][0], y1 = points[i][1];
+            for (int j = 0; j < i; ++j) {
+                int x2 = points[j][0], y2 = points[j][1];
+                int dx = x2 - x1, dy = y2 - y1;
+                double k = (dx == 0 ? 1e9 : 1.0 * dy / dx);
+                double b = (dx == 0 ? x1 : 1.0 * (1LL * y1 * dx - 1LL * x1 * dy) / dx);
+
+                cnt1[k][b] += 1;
+                int p = (x1 + x2 + 2000) * 4000 + (y1 + y2 + 2000);
+                cnt2[p][k] += 1;
+            }
+        }
+
+        int ans = 0;
+        for (auto& [_, e] : cnt1) {
+            int s = 0;
+            for (auto& [_, t] : e) {
+                ans += s * t;
+                s += t;
+            }
+        }
+        for (auto& [_, e] : cnt2) {
+            int s = 0;
+            for (auto& [_, t] : e) {
+                ans -= s * t;
+                s += t;
+            }
+        }
+        return ans;
+    }
+};
 ```
 
 #### Go
 
 ```go
+func countTrapezoids(points [][]int) int {
+	n := len(points)
+	cnt1 := make(map[float64]map[float64]int, n*n)
+	cnt2 := make(map[int]map[float64]int, n*n)
+
+	for i := 0; i < n; i++ {
+		x1, y1 := points[i][0], points[i][1]
+		for j := 0; j < i; j++ {
+			x2, y2 := points[j][0], points[j][1]
+			dx, dy := x2-x1, y2-y1
+
+			var k, b float64
+			if dx == 0 {
+				k = 1e9
+				b = float64(x1)
+			} else {
+				k = float64(dy) / float64(dx)
+				b = float64(int64(y1)*int64(dx)-int64(x1)*int64(dy)) / float64(dx)
+			}
+
+			if cnt1[k] == nil {
+				cnt1[k] = make(map[float64]int)
+			}
+			cnt1[k][b]++
+
+			p := (x1+x2+2000)*4000 + (y1 + y2 + 2000)
+			if cnt2[p] == nil {
+				cnt2[p] = make(map[float64]int)
+			}
+			cnt2[p][k]++
+		}
+	}
+
+	ans := 0
+	for _, e := range cnt1 {
+		s := 0
+		for _, t := range e {
+			ans += s * t
+			s += t
+		}
+	}
+	for _, e := range cnt2 {
+		s := 0
+		for _, t := range e {
+			ans -= s * t
+			s += t
+		}
+	}
+	return ans
+}
+```
 
+#### TypeScript
+
+```ts
+function countTrapezoids(points: number[][]): number {
+    const n = points.length;
+
+    const cnt1: Map<number, Map<number, number>> = new Map();
+    const cnt2: Map<number, Map<number, number>> = new Map();
+
+    for (let i = 0; i < n; i++) {
+        const [x1, y1] = points[i];
+        for (let j = 0; j < i; j++) {
+            const [x2, y2] = points[j];
+            const [dx, dy] = [x2 - x1, y2 - y1];
+
+            const k = dx === 0 ? 1e9 : dy / dx;
+            const b = dx === 0 ? x1 : (y1 * dx - x1 * dy) / dx;
+
+            if (!cnt1.has(k)) {
+                cnt1.set(k, new Map());
+            }
+            const mapB = cnt1.get(k)!;
+            mapB.set(b, (mapB.get(b) || 0) + 1);
+
+            const p = (x1 + x2 + 2000) * 4000 + (y1 + y2 + 2000);
+
+            if (!cnt2.has(p)) {
+                cnt2.set(p, new Map());
+            }
+            const mapK = cnt2.get(p)!;
+            mapK.set(k, (mapK.get(k) || 0) + 1);
+        }
+    }
+
+    let ans = 0;
+    for (const e of cnt1.values()) {
+        let s = 0;
+        for (const t of e.values()) {
+            ans += s * t;
+            s += t;
+        }
+    }
+    for (const e of cnt2.values()) {
+        let s = 0;
+        for (const t of e.values()) {
+            ans -= s * t;
+            s += t;
+        }
+    }
+
+    return ans;
+}
 ```
 
 <!-- tabs:end -->