哈希散列表(C++力扣题解上)

目录

哈希表原理:

哈希的分类

哈希集合:

哈希映射:

哈希STL函数的使用:

1:存在重复元素

 2:只出现一次的数字

3:两个数组的交集

4:快乐数

5:赎金信(字母异位词的开始)

6:字母异位词分组

7:找到字符串中所有字母的异位词(滑动窗口+哈希)

8:两数之和

9:四数相加||


哈希表原理:

哈希的分类

可以把它简单地理解为数组,但其实它更像python中的字典

哈希集合:

头文件:#include <unordered_set>

创建哈希集合:unordered_set<type> set;

个人理解:

不如创建一个数组,因为创建一个哈希消耗的内存比较大= =,这里数组和哈希集合承担的作用其实是一样的= =

哈希映射:

头文件:#include <unordered_map>

创建哈希映射:  unordered_map<type, type> map;

个人理解:

这个就是python的字典,第一个type是键(key),第二个type是值(value),通过键来查询值

可以理解为:在药房,药师通过看抽屉的标签来查询抽屉的药品,标签就是键,药品就是值

所以,哈希相当于用空间换时间,查询哈希的值,要比遍历数组查询值所需的时间要短.

哈希STL函数的使用:

引用哈希集合时的应用:

#include <unordered_set>                // 当使用set时引用的模板库
#include<iostream>
using namespace std;
int main() {
    // 创建一个哈希集合
    unordered_set<int> hashset;   
    // 插入新的关键字
    hashset.insert(3);
    hashset.insert(2);
    hashset.insert(1);
    // 删除关键字
    hashset.erase(2);
    // 判断关键字是否在哈希集合中,如果在方法返回负数。如果在集合中返回真,否则返回假
    if (hashset.count(2) <= 0) {
        cout << "关键字2不在哈希集合中" << endl;
    }
    // 得到哈希集合的大小
    cout << "The size of hash set is: " << hashset.size() << endl; 
    // 遍历哈希集合,注意要以指针的形式
    for (auto it = hashset.begin(); it != hashset.end(); ++it) {
        cout << (*it) << " ";
    }
    cout << "are in the hash set." << endl;
    // 清除哈希集合
    hashset.clear();
    // 判断哈希结合是否为空
    if (hashset.empty()) {
        cout << "hash set is empty now!" << endl;
    }
}

引用哈希表的应用:

#include<unordered_map>
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
    unordered_map<int,int>map;//创建哈希表

    map[4] = 14;//直接赋值
    map[5] = 15;
    cout << map[4];//输出14

    //通过insert()函数来添加元素
    map.insert({ 5,15 });//参数为(键,值)
    map.insert({ 5,16 });
    cout << map[5];  //结果为15->一个下标只能对应一个值

    //复制,重新构造一张新的哈希表
    unordered_map<int, int> map{ {1,10},{2,12},{3,13} };
    unordered_map<int, int> map1(map);
    
    unordered_map<int, int>::iterator iter = hmap.begin();
    unordered_map<int, int>::iterator iter = hmap.end();

    bool isEmpty = map.empty();//判断是否为空
    int size = hmap.size();//哈希表的大小

    erase函数
    map.erase(iter_begin);  //删除开始位置的元素
    map.erase(iter_begin, iter_end); //删除开始位置和结束位置之间的元素
    map.erase(3); //删除key==3的键值对

    //clear()函数:清空哈希表中的元素
    map.clear();
    

    unordered_map<int, int>::iterator iter;
    iter = hmap.find(2); //返回key==2的迭代器,可以通过iter->second访问该key对应的元素
    if(iter != hmap.end())  cout << iter->second;

    int count = hmap.count(key);//统计哈希表键所对应的值的个数
   
    //哈希表的遍历
    for(auto iter=map.begin(); iter != map.end(); iter++){
    cout << "key: " <<  iter->first  << "value: " <<  iter->second <<endl;
}

小理解:

遇到不会的函数要积极动手查一查,你会发现有很多好用的函数

C语言是什么?不要联系我了,我现在只用C++

问:auto是啥?

答:auto是一种类型,像int,double,string,它能够根据后面是啥自动匹配对应的类型

通过下面的题目就会加深理解了^ ^

题目实战

1:存在重复元素

哈希散列表(C++力扣题解上)

 暴力的方法很容易想到:两个for嵌套:时间复杂度是:O(N^2)

我这里给出的是小暴力的方法:时间复杂度是O(N*logN)

bool containsDuplicate(vector<int>& nums)
{
    sort(nums.begin(),nums.end());
    for(int i=1;i<nums.size();i++)
    if(nums[i]==nums[i-1])
        return true;
    retrun false;
}

哈希集合的方法:

思路解析:

遍历数组nums,将遍历到的元素插入hash集合中

如果哈希表的长度!=原数组的长度 -> 那么肯定有1个以上的重复元素插入到了哈希表

注意这只会导致元素作为索引对应的值增加,并不会使数组长度增加

画图理解:

原数组:

哈希散列表(C++力扣题解上)

 理解:原数组的val作为了hashset的index,原数组val的频数作为了hashset的val

哈希散列表(C++力扣题解上)

bool containsDuplicate(vector<int>& nums) {
    unordered_set<int>hash;
	for (int a : nums)
	{
		hash.insert(a);
	}
	return hash.size() != nums.size();
}

 2:只出现一次的数字

哈希散列表(C++力扣题解上)

 思路解析:

这道题用位运算也非常简单,具体的写法用异或,可以看看我的一篇文章《位运算的应用》

与上题同一种思路,如果没有出现过就插入,如果出现过就删除

class Solution {
public:
    int singleNumber(vector<int>& nums) {
    unordered_set<int> hash;
	for (auto& num : nums)//遍历数组
	{
		if (hash.count(num) > 0)//如果哈希表中有过一次元素
		{
			hash.erase(num);//删除该元素
		}
		else//如果哈希表之前没有过一次元素
		{
			hash.insert(num);//插入该元素
		}
	}//跳出循环后,哈希表中只剩下一个元素
	return *hash.begin();//哈希表中的开头地址解引用就是仅有的那个元素
    }
};

3:两个数组的交集

哈希散列表(C++力扣题解上)

 思路解析:

开一个答案数组,用哈希表遍历存nums1的频数,遍历nums2,查找nums2是否有该元素,如果有,则尾插入答案数组,并在nums2中删除这个元素,防止重复出现

class Solution {
public:
    vector<int> intersection(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) {
    unordered_set<int> hashset;
	vector<int> result;
	for (auto val : nums1)
	{
		hashset.insert(val);
	}
	for (auto val : nums2)
	{
		if (hashset.count(val) > 0)
		{
			result.push_back(val);
			hashset.erase(val);
		}
	}
	return result;
    }
};

4:快乐数

哈希散列表(C++力扣题解上)

 思路解析:

设计一个函数cal 计算按照规律变化后的数字,并在哈希表中进行查询,如果哈希表中存在这个数,那么我们就可以知道,该数发生了重复,那么就直接返回false;反之如果这个数变了1,就跳出循环,返回true;

class Solution {
public:
    int cal(int n)//计算规则后的数
{
	int ans = 0;
	while (n)
	{
		ans = ans + pow(n % 10, 2);
		n = n / 10;
	}
	return ans;
}
    bool isHappy(int n) {
    unordered_set<int> hashset;
	while (n != 1)//当不等于1的时候继续
	{
		n = cal(n);
		if (hashset.count(n))//如果计算后的数字与哈希存的数字重复
		{
			return false;//返回错误
		}
		hashset.insert(n);//如果没有则,插入到哈希中
	}
	return true;
    }
};

5:赎金信(字母异位词的开始)

哈希散列表(C++力扣题解上)

 思路解析:

开一个26长度的数组去存储字母出现的频数,遍历第一个字符串,每遍历到一个字母就++

遍历第二个字符串,每遍历到一个字母就--,最后查找数组中是否有负数的情况,若有则说明第一个字符串不能由第二个字符串变形而来

 代码实现:

class Solution {
public:
    bool canConstruct(string s, string t) {
    int record[26]={0};
    for(int i=0;i<t.size();i++)
    {
        record[t[i]-'a']++;
    }
    for(int i=0;i<s.size();i++)
    {
        record[s[i]-'a']--;
    }
    for(int i=0;i<26;i++)
    {
        if(record[i]<0)
        {
            return false;
        }
    }
    return true;
    }
};

6:字母异位词分组

哈希散列表(C++力扣题解上)

 思路解析:

与上题相同,判断是否位字母异位词,这道题的难点是,将单词分类,并归纳在一起

这里需要到了哈希表,而不是哈希集合,因为我们需要将单词排序后作为索引,而不是将数字作为索引,这是一种映射关系

这里就是哈希映射的的开始了^ ^

class Solution {
public:
    vector<vector<string>> groupAnagrams(vector<string>& strs) {
    unordered_map<string, vector<string> >map;
	for (int i = 0; i < strs.size(); i++)//将取出的字符串排序后作为一类
	{
		string str = strs[i];
		sort(str.begin(), str.end());
		map[str].push_back(strs[i]);//将未排序的字符串插入至已排序好的那一类
	}
	vector<vector<string> >ans;
	for (auto it = map.begin(); it != map.end(); it++)//遍历尾插
	{
		ans.push_back(it->second);
	}
    return ans;
    }
};

补充:it->first是哈希表中的键,it->second是哈希表中的值


7:找到字符串中所有字母的异位词(滑动窗口+哈希)

哈希散列表(C++力扣题解上)

 思路解析:

用scount数组存s字符串中的频数,用pcount数组存p字符串中的频数

以strlen(p)为长度作为滑窗,每次遍历判断长度为strlen(p)的scount是否与pcount相等

如果相等就插入答案数组,如果不相等就continue

class Solution {
public:
    vector<int> findAnagrams(string s, string p) {
    int slen = s.size();
	int plen = p.size();

	if (slen < plen)
	{
		return vector<int>();
	}
	vector<int> ans;
	vector<int> sCount(26);
	vector<int> pCount(26);
	for (int i = 0; i < plen; i++)
	{
		sCount[s[i] - 'a']++;
		pCount[p[i] - 'a']++;//用哈希表记录频数
	}
	if (sCount == pCount)
	{
		ans.emplace_back(0);//如果这两个一开始频数相等,返回索引0
	}
	for (int i = 0; i < slen - plen; i++)
	{
		sCount[s[i] - 'a']--;//滑动窗口从1开始滑!
		sCount[s[i + plen] - 'a']++;
		if (sCount == pCount)//判断此时窗口内的哈希是否与pcount相等
		{
			ans.emplace_back(i + 1);//若相等,尾插索引
		}
	}
	return ans;
    }
};

8:两数之和

哈希散列表(C++力扣题解上)

 思路解析:

我们这里采用了哈希表的方法,遍历一遍数组,用哈希表查看是否存在{target-nums[i]}元素

如果存在则返回{target-nums[i]},若不存在则将插入{键:nums[i],值:i}

class Solution {
public:
    vector<int> twoSum(vector<int>& nums, int target) {
        unordered_map<int, int>hashmap;
	for (int i = 0; i < nums.size(); i++)
	{
		if (hashmap.count(target - nums[i]))
		{
			return { hashmap[target - nums[i]],i };
		}
		hashmap[nums[i]] = i;
	}
	return { -1,-1 };
    }
};

补充:这里的键和值的关系非常巧妙,注意体会^ ^


9:四数相加||

哈希散列表(C++力扣题解上)

 思路解析:

注释已经很清楚了^ ^

这道题是升级版的两数之和

class Solution {
public:
    int fourSumCount(vector<int>& A, vector<int>& B, vector<int>& C, vector<int>& D) {
        unordered_map<int, int> map; //key:a+b的数值,value:a+b数值出现的次数
        // 遍历大A和大B数组,统计两个数组元素之和,和出现的次数,放到map中
        for (int a : A) {
            for (int b : B) {
                umap[a + b]++;
            }
        }
        int count = 0; // 统计a+b+c+d = 0 出现的次数
        // 在遍历大C和大D数组,找到如果 0-(c+d) 在map中出现过的话,就把map中key对应的value也就是出现次数统计出来。
        for (int c : C) {
            for (int d : D) {
                if (map.count(0 - (c + d))) {
                    count += map[0 - (c + d)];
                }
            }
        }
        return count;
    }
};

补充:关于find和count,我更喜欢用count ^ ^ 二者都是查找哈希表

find是如果找不到就返回哈希表的尾地址

count是如果找到不到就返回0


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