LeetCode 1 两数之和 | 哈希表

目录

• 1. 两数之和
• Problem：
• Solution：
• Extend：
  • 1.C++中的hashmap:
    • 1. unordered_map（无序映射）
    • 2. unordered_set（无序集合）
    • 3. unordered_multimap（无序多重映射）
    • 4. unordered_multiset（无序多重集合）
    • 5.与传统有序容器的区别
  • 2.unordered_map常用函数列表

1. 两数之和

Problem：

给定一个整数数组 nums 和一个整数目标值 target，请你在该数组中找出 和为目标值 target  的那 两个 整数，并返回它们的数组下标。
你可以假设每种输入只会对应一个答案，并且你不能使用两次相同的元素。
你可以按任意顺序返回答案。

Solution：

Tag : 哈希表

复杂度：时间O(n)  空间O(n)

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

Extend：

1.C++中的hashmap:

1. unordered_map（无序映射）

核心特性

• 存储键值对（<key, value>），每个键唯一不重复。
• 支持通过键快速查找值，平均时间复杂度为 O(1)（最坏情况下为 O(n)，如哈希冲突严重时）。

底层实现

• 哈希表结构，使用 链地址法（拉链法） 解决冲突。
• 哈希函数将键映射到桶（bucket），同一桶内冲突的键值对以链表存储。

典型应用

• 缓存系统、字典查找（如网页中的单词转换程序）。

---

2. unordered_set（无序集合）

核心特性

• 存储唯一键（不重复），不包含值部分。
• 支持快速判断键是否存在，时间复杂度与 unordered_map 一致。

底层实现

• 类似 unordered_map，但仅存储键而非键值对。

典型应用

• 去重操作、集合运算（交集、并集等）。

---

3. unordered_multimap（无序多重映射）

核心特性

• 允许键重复，每个键可关联多个值。
• 查找时返回同一键的所有关联值。

底层实现

• 每个桶内的链表可存储多个相同键的键值对。

典型应用

• 多值索引（如日志记录中同一用户的多条操作）。

---

4. unordered_multiset（无序多重集合）

核心特性

• 允许键重复，存储多个相同键。

底层实现

• 类似 unordered_multimap，但仅存储键。

典型应用

• 统计元素出现次数（需结合计数逻辑）。

---

5.与传统有序容器的区别

特性	unordered_* 系列	map/set 系列（有序）
底层数据结构	哈希表（哈希桶）	红黑树（平衡二叉搜索树）
元素顺序	无序	按键升序排列
插入/查找时间复杂度	平均 O(1)，最坏 O(n)	O(log n)
适用场景	快速查找，无需排序	需有序遍历或范围查询

2.unordered_map常用函数列表

函数/操作符	描述	示例代码
insert	插入键值对。若键已存在，不覆盖原有值。	my_map.insert({"apple", 5}); 或 my_map.insert(std::make_pair("apple", 5));
emplace	直接通过参数构造键值对（避免临时对象拷贝）。	my_map.emplace("apple", 5);
at	通过键访问值。若键不存在，抛出 std::out_of_range 异常。	int val = my_map.at("apple");（安全访问）
erase	删除指定键或迭代器指向的元素。	my_map.erase("apple"); 或 my_map.erase(it);
find	查找指定键，返回迭代器。若未找到，返回 end()。	auto it = my_map.find("apple"); if (it != my_map.end()) { /* 存在 */ }
count	返回键的出现次数（对 unordered_map和 unordered_set始终为 0 或 1）。
size	返回当前元素数量。	int num = my_map.size();
empty	判断容器是否为空。	if (my_map.empty()) { /* 空 */ }
clear	清空所有元素。	my_map.clear();
reserve	预分配桶的数量（优化性能，减少哈希冲突）。	my_map.reserve(100);
begin / end	返回指向容器首元素/尾后位置的迭代器（支持 const_iterator）。	for (auto it = my_map.begin(); it != my_map.end(); ++it) { ... }