c++数据结构——哈希表

1. 哈希表基础知识

Hash Table 又称散列表、Hash表、哈希表
参考：
https://github.com/youngyangyang04/leetcode-master/blob/master/problems/%E5%93%88%E5%B8%8C%E8%A1%A8%E7%90%86%E8%AE%BA%E5%9F%BA%E7%A1%80.md

2. 典型题

2.1 有效的字母异位词

leetcode地址：https://leetcode-cn.com/problems/valid-anagram/
哈希值不大，可用数组

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

2.2 两个数组的交集

leetcode地址：https://leetcode-cn.com/problems/intersection-of-two-arrays/
大哈希值，用set
std::set和std::multiset底层实现都是红黑树，std::unordered_set的底层实现是哈希表， 使用unordered_set 读写效率是最高的，并不需要对数据进行排序，而且还不要让数据重复，所以选择unordered_set。

class Solution {
public:
    vector<int> intersection(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) {
        unordered_set<int> result_set;
        unordered_set<int> num_set(nums2.begin(),nums2.end()); //vector nums2中的值复制到unordered_set 中，num_set中的值是唯一的  hashtable
        for(int num : nums1){
            if(num_set.find(num) != num_set.end()){ //num_set.find(num)：当num在num_set中时，返回地址，如果不在，返回0。返回0则与不等号后式子结果相等，则num不放入result中
                result_set.insert(num);  //将num放入result中
            }
        } 
        return vector<int>(result_set.begin(),result_set.end());
    }
};

补充：vector相关知识：
容器是一个封装了动态大小数组的顺序容器（sequence container），向量是一个能够存放任意类型的动态数组：
https://www.runoob.com/w3cnote/cpp-vector-container-analysis.html

#include  <vector> using namespace std;
obj.push_back(i);obj.pop_back(i);
vector<int>obj;
obj.push_back(1); obj.push_back(3); obj.push_back(0);
sort(obj.begin(),obj.end());//从小到大
reverse(obj.begin(),obj.end());//从大到小
obj.size()

2.3 快乐数

leetcode地址：https://leetcode-cn.com/problems/happy-number/
这里还是使用unordered_set，主要是判断是不是循环的，即，做一下查找，判断新计算出来的结果，在之前存放结果的unordered_set中是否也有。
如果重复出现了，返回false；没有重复出现，则继续计算，并判断是不是1。

class Solution {
public:
    int getsum(int n){  //迭代求和，这个代码块可以有其他用处，比如计算整数n是几位数，每循环一次count+1即可
        int sum = 0;
        while (n) {
            sum += (n % 10) * (n % 10);
            n /= 10;
        }
        return sum;
    }
    bool isHappy(int n) {
        unordered_set<int> num_set;
        int result = getsum(n);
        while(num_set.find(result) == num_set.end()){  //不循环，继续执行
            num_set.insert(result);
            result = getsum(result);          //计算 平方和
            if(result == 1){  //满足条件，返回true
                return true;
            }
        }
        return false;  //循环了，返回false
    }
};

2.4 两数之和

leetcode地址：https://leetcode-cn.com/problems/two-sum/

1. 如果使用暴力解法，依次遍历，大家都会。缺点就是时间复杂度太高，O(n^2)

class Solution {
public:
    vector<int> twoSum(vector<int>& nums, int target) {
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < nums.size(); i++){
            for(int j = 0; j < nums.size(); j++){
                if(i != j){   //不可以重复出现同一个元素
                    sum = nums[i] + nums[j];
                    if(sum == target){
                        return {i, j};
                    }
                }
            }
        }
        return vector<int>(0);
    }
};

2. map
   此题考虑使用map而不是数组或者set，是因为不仅要计算值，还需要知道下标，
   map是一种key value的存储结构，可以用key保存数值，用value保存数值

class Solution {
public:
    vector<int> twoSum(vector<int>& nums, int target) {
        std::unordered_map<int , int> result_map;
        for(int i = 0; i < nums.size(); i++){
            auto iter = result_map.find(target-nums[i]);
            if(iter != result_map.end()){
                return {(*iter).second, i};
            }
            result_map.insert(pair<int, int>(nums[i] ,i));
        }
        return {};
    }
};

2.5 四数相加（不考虑重复）

leetcode地址：https://leetcode-cn.com/problems/4sum-ii/

class Solution {
public:
    int fourSumCount(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2, vector<int>& nums3, vector<int>& nums4) {
        std::unordered_map<int, int> umap;
        int count = 0;
        for(int a: nums1){
            for(int b : nums2){
                umap[a+b]++;   //不会出现之前的问题，哈希值大也没事
            }
        }
        for(int c :nums3){
            for(int d :nums4){
                if(umap.find(0-c-d) != umap.end()){
                    count += umap[0-c-d];
                }
            }
        }
        return count;
    }
};

2.6 赎金信

leetcode地址：https://leetcode-cn.com/problems/ransom-note/

考虑到只有26个字母，占用的空间不是很大，先用数组去做

class Solution {
public:
    bool canConstruct(string ransomNote, string magazine) {
        int check[26]={0};
        for(int i = 0; i<ransomNote.length(); i++){
            check[ransomNote[i]-'a']++;
        }
        for(int j = 0 ; j<magazine.length(); j++){
            if(check[magazine[j]-'a']!=0){
                check[magazine[j]-'a']--;
            }
        }
         for(int j = 0 ; j<26; j++){
             if(check[j] != 0){
                return false;
             }
        }
        return true;
    }
};

2.7 三数之和

leetcode地址：https://leetcode-cn.com/problems/3sum/

这道题很行，不适合用map或者set，遍历 i，left right 双指针往内走，双指针法将时间复杂度降到O(n^2):

class Solution {
public:
    vector<vector<int>> threeSum(vector<int>& nums) {
        vector<vector<int>> result;
        sort(nums.begin(), nums.end());
        // 找出a + b + c = 0
        // a = nums[i], b = nums[left], c = nums[right]
        for (int i = 0; i < nums.size(); i++) {
            // 排序之后如果第一个元素已经大于零，那么无论如何组合都不可能凑成三元组，直接返回结果就可以了
            if (nums[i] > 0) {
                return result;
            }
            // 错误去重方法，将会漏掉-1,-1,2 这种情况
            /*
            if (nums[i] == nums[i + 1]) {
                continue;
            }
            */
            // 正确去重方法
            if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) {
                continue;
            }
            int left = i + 1;
            int right = nums.size() - 1;
            while (right > left) {
                // 去重复逻辑如果放在这里，0，0，0 的情况，可能直接导致 right<=left 了，从而漏掉了 0,0,0 这种三元组
                /*
                while (right > left && nums[right] == nums[right - 1]) right--;
                while (right > left && nums[left] == nums[left + 1]) left++;
                */
                if (nums[i] + nums[left] + nums[right] > 0) {
                    right--;
                } else if (nums[i] + nums[left] + nums[right] < 0) {
                    left++;
                } else {
                    result.push_back(vector<int>{nums[i], nums[left], nums[right]});
                    // 去重逻辑应该放在找到一个三元组之后
                    while (right > left && nums[right] == nums[right - 1]) right--;
                    while (right > left && nums[left] == nums[left + 1]) left++;

                    // 找到答案时，双指针同时收缩
                    right--;
                    left++;
                }
            }

        }
        return result;
    }
};

2.8 四数之和（元组不可重复）

leetcode地址：https://leetcode-cn.com/problems/4sum/
与上一题三数之和同等做法，循环 i k，left right 双指针往内走，时间复杂度是O(n^3)

class Solution {
public:
    vector<vector<int>> fourSum(vector<int>& nums, int target) {
        vector<vector<int>> result;
        sort(nums.begin(), nums.end());
        for (int k = 0; k < nums.size(); k++) {
            // 这种剪枝是错误的，这道题目target 是任意值
            // if (nums[k] > target) {
            //     return result;
            // }
            // 去重
            if (k > 0 && nums[k] == nums[k - 1]) {
                continue;
            }
            for (int i = k + 1; i < nums.size(); i++) {
                // 正确去重方法
                if (i > k + 1 && nums[i] == nums[i - 1]) {
                    continue;
                }
                int left = i + 1;
                int right = nums.size() - 1;
                while (right > left) {
                    if (nums[k] + nums[i] + nums[left] + nums[right] > target) {
                        right--;
                    } else if (nums[k] + nums[i] + nums[left] + nums[right] < target) {
                        left++;
                    } else {
                        result.push_back(vector<int>{nums[k], nums[i], nums[left], nums[right]});
                        // 去重逻辑应该放在找到一个四元组之后
                        while (right > left && nums[right] == nums[right - 1]) right--;
                        while (right > left && nums[left] == nums[left + 1]) left++;

                        // 找到答案时，双指针同时收缩
                        right--;
                        left++;
                    }
                }

            }
        }
        return result;
    }

};

最后

以上就是缥缈啤酒为你收集整理的c++数据结构——哈希表的全部内容，希望文章能够帮你解决c++数据结构——哈希表所遇到的程序开发问题。

如果觉得靠谱客网站的内容还不错，欢迎将靠谱客网站推荐给程序员好友。