目录
- 0 哈希表 哈希函数
- 1 有效的字母异位词
- 1.1 string的回顾
- 1.2 我的代码
- 2 两个数组的交集
- 2.1 unordered_set 介绍
- 2.2 我的解题（set）
- 3 快乐数
- 3.1 我的解题（set）
- 4 两数之和
- 4.1 暴力求解
- 4.2 map的使用
- 4.3 哈希表（map）
- 🙋♂️ 作者：海码007
- 📜 专栏：算法专栏
- 💥 标题：算法刷题Day6 | 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
- ❣️ 寄语：书到用时方恨少，事非经过不知难！
0 哈希表 哈希函数
- 🎈 文档讲解：代码随想录
- 🎈 视频讲解：b站视频
下面是我对这两个概念的一些理解：
想使用哈希方法解决问题的时候（一般遇到判断某个元素是否在某个集合中出现的时候就用哈希表），一般常用如下三种数据结构
- 数组
- set（集合）
- map（映射）
1 有效的字母异位词
- 🎈 文档讲解：代码随想录
- 🎈 视频讲解：
- 🎈 做题状态：顺利写出来
1.1 string的回顾
不足：string字符串的遍历有点忘记了，下面总结一下遍历string字符串的几种方式：
- 使用 operator [] 进行遍历。 string s； s[0]
- 使用迭代器遍历，因为string也是属于stl中的容器，所以也可以使用迭代器。 string::iterator sit = s.begin()
- 使用 auto subS ：s 的方式进行遍历
- operator [ ]
int StrToInt1(string s)
{
int value = 0;
for (size_t i = 0; i < s.size(); i++)
{
value *= 10;
value += s[i] - '0';
}
return value;
}
- 迭代器
int StrToInt2(string s)
{
int value = 0;
string::iterator sit = s.begin();
while (sit != s.end())
{
value *= 10;
value += *sit - '0';
sit++;
}
return value;
}
- 新式for循环 auto
int StrToInt3(string s)
{
int value = 0;
for (auto e : s)
{
value *= 10;
value += e - '0';
}
return value;
}
1.2 我的代码
思路：首先将 单个字符 和 ASCII码 联系起来，这样利用ASCII码作为数组的下标索引，然后保存对应的 字符数据。
可以发现这就是哈希的思想，计算机不能直接对 字符 进行索引，但是我们可以将字符转换成 整数index 这样保存到数组中就可以直接索引到元素。
class Solution {
public:
bool isAnagram(string s, string t) {
// a的ASCII码是97，z的ASCII码是122
// 新建一个数组，大小为（122-97+1）
int arr[26] = {0};
// 遍历字符串s，数组对应下标元素加一
for (auto subS : s)
{
int index = subS - 97;
arr[index]++;
}
// 遍历字符串t，数组对应下标元素减一
for (auto subT : t)
{
int index = subT - 97;
arr[index]--;
}
// 遍历 arr 数组如果元素全部为0，则返回true
for (int i = 0; i < 26; i++)
{
if (arr[i] != 0)
{
return false;
}
}
return true;
}
};
2 两个数组的交集
- 🎈 文档讲解：
- 🎈 视频讲解：https://www.bilibili.com/video/BV1ba411S7wu/?vd_source=d499e7f3a8e68e2b173b1c6f068b2147
- 🎈 做题状态：题目意思一开始理解错了，原来只要找到有相同元素的就行。我理解成要找出一个子序列相交
2.1 unordered_set 介绍
当然！让我们谈谈 C++ 中的 std::unordered_set。这是一个有趣的容器，它提供了快速的搜索、插入和删除唯一对象的功能。以下是关键要点：
-
std::unordered_set是什么？std::unordered_set是 C++ 中的一种 关联容器。- 它保存了一组指定类型（我们称之为
Key）的 唯一对象。 - 与
std::set不同，std::unordered_set中的元素 不按特定顺序排序。 - 内部根据它们的哈希值将元素组织到 桶 中。
-
复杂度：
- 搜索、插入和删除操作的 平均时间复杂度 都是常数时间。
- 实际性能取决于哈希函数的质量和元素数量。
-
成员函数：
begin()、end()、empty()、size()、insert()、erase()、clear()等等。- 你还可以使用
emplace()来高效地插入元素。
-
哈希：
- 哈希函数决定了元素属于哪个桶。
- 如果需要，你可以自定义哈希函数。
-
示例用法：
#include <iostream> #include <unordered_set> int main() { std::unordered_set<int> mySet; mySet.insert(42); mySet.insert(17); mySet.insert(99); for (const auto& value : mySet) { std::cout << value << " "; } // 输出：99 42 17 return 0; } -
记住：
std::unordered_set中的元素是 唯一的（没有重复项）。- 当你需要快速查找且不关心顺序时，可以使用它。
想要了解更多细节，请查阅 C++ 参考文档 或者探索一些实际示例！ 🚀🔍
2.2 我的解题（set）
- 使用数组（由于题目中，数组总数量不超过1000，所以可以直接用数组作为哈希表，这样可以提高效率）
vector<int> intersection(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) {
unordered_set<int> result;
// 初始化哈希set，这样重复的数字直接去除了
int hashMap[1001] = {0};
for (int i = 0; i < nums1.size(); i++)
{
// 将 nums1 数组映射到 hashMap 中
hashMap[nums1[i]] = 1;
}
for (int i = 0; i < nums2.size(); i++)
{
// 将 nums1 数组映射到 hashMap 中
if (hashMap[nums2[i]] == 1)
{
result.insert(nums2[i]);
}
}
vector<int> v_result(result.begin(), result.end());
return v_result;
}
- 使用 unordered_set 制作哈希表，当哈希表元素总量不确定时，用 unordered_set 容器比较好
class Solution {
public:
vector<int> intersection(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) {
// 初始化哈希set，这样重复的数字直接去除了
unordered_set<int> hashMap(nums1.begin(), nums1.end());
unordered_set<int> result;
for (int i = 0; i < nums2.size(); i++)
{
auto search = hashMap.find(nums2[i]);
if (search != hashMap.end())
{
// 如果找到一个元素有交集，则插入result中
result.insert(nums2[i]);
}
}
vector<int> v_result(result.begin(), result.end());
return v_result;
}
};
3 快乐数
- 🎈 文档讲解：https://programmercarl.com/0202.%E5%BF%AB%E4%B9%90%E6%95%B0.html#%E6%80%9D%E8%B7%AF
- 🎈 视频讲解：
- 🎈 做题状态：对怎么样进去数的拆分求和都忘记了
3.1 我的解题（set）
注意点： hashMap.find(sum) != hashMap.end() 表示找到相同的元素。 有点反逻辑明明是相同，判断条件里确实 != 。
让我们来解释一下：
-
首先，让我们看一下
hashMap.find(sum)的含义。在 C++ 中，std::unordered_map的find函数用于查找给定键（sum）是否存在于哈希表中。如果找到了相应的键，则返回指向该键的迭代器；否则，返回指向哈希表末尾的迭代器（即hashMap.end()）。 -
现在，我们来看看条件
hashMap.find(sum) != hashMap.end()：- 如果
hashMap.find(sum)返回的迭代器不等于hashMap.end()，那么表示找到了相同的元素。 - 如果
hashMap.find(sum)返回的迭代器等于hashMap.end()，那么表示没有找到相同的元素。
- 如果
因此，虽然看起来有点反直觉，但这个条件确实是用于判断是否找到了相同的元素。🙂
class Solution {
public:
bool isHappy(int n) {
// 将求出来的和放入哈希表中
// 当放入时已经有重复出现的数的话，则直接返回false，否则知道sum等于1返回true
unordered_set<int> hashMap;
int sum = 0;
while(true)
{
// 1. 对n进行拆分求和
sum = 0;
while(n != 0)
{
cout << "n = " << n << endl;
sum += (n%10) * (n%10);
n /= 10;
}
cout << "sum = " << sum << endl;
// 当sum为1的时候，直接返回true
if (sum == 1) return true;
// 判断是否已经是第二次出现，如果不是，则将sum存入哈希表中
auto search = hashMap.find(sum);
if ( search != hashMap.end() )
{
// 如果已经是第二次出现，则直接返回false
return false;
}
hashMap.insert(sum);
// 将n重新赋值
n = sum;
}
}
};
4 两数之和
- 🎈 文档讲解：
- 🎈 视频讲解：
- 🎈 做题状态：之前已经用暴力求解做出来了，但是哈希的方式没想出来
4.1 暴力求解
class Solution {
public:
std::vector<int> twoSum(std::vector<int>& nums, int target) {
std::vector<int> result;
int sum;
for (int i = 0; i < nums.size() - 1; i++) {
for (int j = i + 1; j < nums.size(); j++) { // 修改此处的循环条件
sum = nums[i] + nums[j];
if (sum == target) {
result.push_back(i);
result.push_back(j);
return result;
}
}
}
// 如果没有找到符合条件的索引，可以返回一个空的 vector
return result;
}
};
4.2 map的使用
当谈到使用 unordered_map 时，我们通常是在处理键值对的无序集合。下面详细介绍了 unordered_map 的创建、插入、删除以及其他操作的方法和时间复杂度：
-
创建和定义
unordered_map：- 使用默认构造函数创建空的
unordered_map：std::unordered_map<std::string, int> umap; - 在创建时进行初始化：
std::unordered_map<std::string, std::string> umap { {"Python教程", "[9](http://c.biancheng.net/stl/)"}, {"Java教程", "[10](http://c.biancheng.net/java/)"} };
- 使用默认构造函数创建空的
-
插入元素：
-
使用
emplace()方法插入键值对：umap.emplace("C++教程", "[11](http://c.biancheng.net/cplus/)"); -
insert()方法：
使用insert()方法可以将键值对元素添加到unordered_map中。语法格式有两种：- 以普通方式传递参数：
std::unordered_map<int, std::string> umap; umap.insert(std::make_pair(1, "hello")); - 以右值引用的方式传递参数（C++11 及以上版本）：
umap.insert({2, "world"});
- 以普通方式传递参数：
-
insert_or_assign()方法：
使用insert_or_assign()方法可以插入元素，或者如果键已存在，则赋值给当前元素。示例：umap.insert_or_assign(3, "new value"); -
try_emplace()方法：
使用try_emplace()方法，如果键不存在，则原位插入；如果键已存在，则不做任何操作。示例：umap.try_emplace(4, "another value"); -
emplace_hint()方法：
使用emplace_hint()方法可以在指定位置原位构造元素。示例：auto hint = umap.begin(); umap.emplace_hint(hint, 5, "hinted value");
-
-
访问元素：
- 使用
[]运算符或at()方法访问元素：std::string python_url = umap["Python教程"]; // 或者 std::string java_url = umap.at("Java教程");
- 使用
-
删除元素：
- 使用
erase()方法删除指定键的元素：umap.erase("Java教程");
- 使用
-
其他操作：
- 迭代器：可以使用迭代器遍历
unordered_map中的元素。 - 大小：使用
size()方法获取元素个数。
- 迭代器：可以使用迭代器遍历
-
时间复杂度：
- 插入、查找、删除操作的平均时间复杂度为 O(1)，但在最坏情况下可能为 O(n)（例如哈希冲突）。
- 注意，这里的时间复杂度是平均情况下的估计，实际性能可能受到哈希函数和数据分布的影响。
总之，unordered_map 是一个适用于需要快速插入、删除和查找数据的场景的容器。在选择使用 map 还是 unordered_map 时，需要根据具体的需求来进行选择。¹²³⁴
4.3 哈希表（map）
本题的重要三点内容：
- 为什么想到用哈希表
- 为什么使用map作为哈希表，而不是set
- 本题map是保存了什么数据，什么是键，什么是值
使用 unordered_set 作为哈希表时，存在一个问题，就是找到了那两个元素之后，只能知道元素的值和其中一个元素的下标，另一个元素的下标未知。因为 unordered_set 只保存了键。缺陷代码如下：
class Solution {
public:
std::vector<int> twoSum(std::vector<int>& nums, int target) {
unordered_set<int> hashMap(nums.begin(), nums.end());
for (int i = 0; i < nums.size(); i++)
{
if (hashMap.find(target - nums[i]) != hashMap.end())
{
cout << "找到了" << endl;
// 无法确定另一个元素的索引值
std::vector<int> v_result = {i, target - nums[i]};
return v_result;
}
}
return nums;
}
};
所以需要使用 unordered_map 容器key用来存放元素值，value用来存放索引。
我的思路：先遍历将 vector 的元素值和索引存入 map 中，然后遍历 vector 判断 target - nums[i] 是否在 map 容器中如果存在，则返回。
代码随想录：直接遍历 vector 判断 target - nums[i] 是否在 map 容器中如果存在则返回，如果不存在则插入当前的值。
class Solution {
public:
vector<int> twoSum(vector<int>& nums, int target) {
std::unordered_map <int,int> map;
for (int i = 0; i < nums.size(); i++)
{
auto iter = map.find(target - nums[i]);
if (iter != map.end())
{
return {iter->second, i};
}
// 将 nums 中的元素值和索引插入 map 中
map.insert(pair<int, int> (nums[i], i));
}
return {};
}
};
