代码随想录算法训练营day5| 哈希表理论基础 242.有效的字母异位词 349. 两个数组的交集 202. 快乐数 1. 两数之和

什么时候考虑采用哈希，当需要快速判断一个元素是否出现在集合里

哈希碰撞：当两个元素映射到哈希表中的同一个索引下标，一般有两种解决办法：拉链法和线性探测法。

拉链法：将发生冲突的元素都存储在链表中，然后通过索引来寻找，这样既不会因为数组空值而浪费大量内存，也不会因为链表太长而在查找上浪费太多时间。

线性探测法：要求表的大小（tableSize）大于数据长度（dataSize），在冲突的位置向下找一个空位来放置另一个数据。

常见三种哈希结构

• 数组
• set （集合）
• map(映射)

在C++中，set 和 map 分别提供以下三种数据结构，其底层实现以及优劣如下表所示：

std::unordered_set底层实现为哈希表，std::set 和std::multiset 的底层实现是红黑树，红黑树是一种平衡二叉搜索树，所以key值是有序的，但key不可以修改，改动key值会导致整棵树的错乱，所以只能删除和增加。

std::unordered_map 底层实现为哈希表，std::map 和std::multimap 的底层实现是红黑树。同理，std::map 和std::multimap 的key也是有序的（这个问题也经常作为面试题，考察对语言容器底层的理解）。

当使用集合来解决哈希问题，优先使用unordered_set，因为它的查询和增删效率是最优的，如果需要集合是有序的，那么就用set，如果要求不仅有序还要有重复数据的话，那么就用multiset。

对于map来说 ，map 是一个key value 的数据结构，map对key有限制，对value没有限制，因为key的存储方式使用红黑树实现。

LeetCode 242 有效的字母异位词

题目链接: 242.有效的字母异位词

思路：构造一个26个英文字母的哈希表，然后进行判断

class Solution {
public:
    bool isAnagram(string s, string t){
        int record[26] = {0};  //初始化为0
        for(char a : s) {  //对字符串s中的元素
            record[a - 'a']++;  //如果存在，即加一
        }
        for(char a : t) {  //对字符串t中的元素
            record[a - 'a']--;  //如果存在，即减一
        }
        for(int i = 0; i < 26; i++) {
            if(record[i] != 0) return false;  //一旦数组中有非零元素，即返回错误
        }
        return true;
    }
};

本题小结：该方法时间复杂度为O(n)，空间复杂度为O(1)

LeetCode 349 两个数组的交集

题目链接: 349.两个数组的交集

思路：本题需要学会使用一种哈希数据结构：unordered_set

class Solution {
public:
    vector<int> intersection(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) {
        unordered_set<int> nums(nums1.begin(), nums1.end());  //首先实现数组1的去重
        unordered_set<int> res;  //定义结果数组
        for(int i = 0; i < nums2.size(); i++){
            if(nums.find(nums2[i]) != nums.end()) {  //判断是否能在数组2中找到相同元素
                res.insert(nums2[i]);  //如果找到，则添加到结果数组中
            }
        }
        return vector<int> (res.begin(), res.end());  //返回合适格式的结果数组
    }
};

本题小结：此题首先考虑使用哈希表，又因为题目不要求有序，选择效率更高的unordered_set即可，最后返回适当格式的数组。

LeetCode 202题 快乐数

题目链接: 202. 快乐数

class Solution {
public:
    int getSum(int n) {  //计算各位上的平方和
        int sum = 0;
        while(n) {
            sum += (n % 10) * (n % 10);
            n /= 10;
        }
        return sum;
    }
    bool isHappy(int n) {  //根据题意只有循环或者能到1两种情况
        unordered_set<int> result;
        while (1) {
            if(getSum(n) == 1) 
                return true;
            else if(result.find(getSum(n)) != result.end()) 
                return false;  //说明出现循环
            else {
                result.insert(getSum(n));
                n = getSum(n);
            }
        }
    }
};

本题小结：题目中快乐数具有两个特点，要能够通过循环找到突破点。

LeetCode 1 两数之和

题目链接: 1. 两数之和

class Solution {
public:
    vector<int> twoSum(vector<int>& nums, int target) {
        unordered_map<int, int> umap;
        for(int i = 0; i < nums.size(); i++) {
            unordered_map<int, int>::iterator it = umap.find(target - nums[i]);
            if(it != umap.end())  //说明找到了
                return {i, it->second};
            else
                umap[nums[i]] = i;
        }
        return {};
    }
};

本题小结：题意需要使用 key value结构来存放，key存元素，value存下标，然后根据还需查找的元素进行匹配，找到即返回，反之返回空数组。