代码随想录算法训练营Day5&6 hash_map

关于哈希表

官方定义：哈希表是根据关键码的值而直接进行访问的数据结构。

用一下我的理解：哈希表就像是一个输入法。我们只需要输入对应的“拼音”，输入法就会返回给我们“汉字”。换句话说，我们可以认为，“拼音”与“汉字”间具有某种映射关系（哈希函数）。汉字中有很多同音字，单纯输入拼音获得的“汉字”有可能不唯一（哈希冲突）。

关于哈希实现

一般来说，C++中直接使用STL容器就行了。粗浅的分类如下：

vector 储存数据值域不大
set 需要去重、排序、数据量稍大
map 需要同时获得key、val

Leetcode 242. 有效的字母异位词

题目链接：https://leetcode.cn/problems/valid-anagram/description/

题目描述：给定两个字符串 s 和 t ，编写一个函数来判断 t 是否是 s 的字母异位词。

题目分析：如果你能够想到“构建一种映射，输入一个字符，输出它出现的次数”，那你肯定能想到哈希的做法。顺带一提，这个题最暴力的做法应该是$O(nlogn * mlogm)$（$n、m$分别是二者的长度），排序后比较大小就行了。

至于哈希的实现，因为只有小写字母，所以直接用数组模拟就行了。

// （法一：暴力）
class Solution {
public:
    bool isAnagram(string s, string t) {
      std::sort(s.begin(), s.end());
      std::sort(t.begin(), t.end());
      return s == t;
    }
};

// （法二：哈希）
class Solution {
public:
    bool isAnagram(string s, string t) {
        std::array<int, 26> cnt{};
        for (auto& c : s) {
            cnt[c - 'a'] ++;
        }
        for (auto& c : t) {
            cnt[c - 'a'] --;
        }
        return cnt == array<int, 26>();
    }
};

Leetcode 349. 两个数组的交集

题目链接：https://leetcode.cn/problems/intersection-of-two-arrays/description/

题目描述：给定两个数组 nums1 和 nums2 ，返回它们的交集。输出结果中的每个元素一定是唯一的。我们可以不考虑输出结果的顺序。

题目分析：考虑快速判断一个元素是否存在集合中，可以使用哈希。这里我们选择使用set来存一个数组，然后枚举另一个数组的所有元素，只要这个元素在set中，我们就把他加入答案。（这里set起一个去重的作用）

class Solution {
public:
   vector<int> intersection(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) {
       std::vector<int> ans;
       std::set<int> st(nums1.begin(), nums1.end());
       for (auto& x : nums2) {
           if (st.count(x)) {
               st.erase(x);
               ans.push_back(x);
           }
       }
       return ans;
   }
};

Leetcode 202. 快乐数

题目链接：https://leetcode.cn/problems/happy-number/description/

题目描述：编写一个算法来判断一个数 n 是不是快乐数。

「快乐数」定义为：
对于一个正整数，每一次将该数替换为它每个位置上的数字的平方和。
然后重复这个过程直到这个数变为 1，也可能是无限循环但始终变不到 1。
如果这个过程结果为 1，那么这个数就是快乐数。

如果 n 是快乐数就返回 true ；不是，则返回 false 。

题目分析：考虑模拟。模拟每一轮的演变，然后把出现的数字加入哈希表中，如果发现已经出现过了，return $false$，直到出现1为止。

也可以使用快慢指针（欧几里得判环法），如果有环，return $false$既可。

// （法一：哈希）
class Solution {
public:
    bool isHappy(int n) {
        auto sum = [&](int num) {
            long long res = 0;
            while (num) {
                int digit = num % 10;
                res += digit * digit;
                num /= 10;
            }
            return res;
        };

        std::set<int> seen;
        while (n != 1 && seen.find(n) == seen.end()) {
            seen.insert(n);
            n = sum(n);
        }
        return n == 1;
    }
};

// （法二：双指针）
class Solution {
public:
    bool isHappy(int n) {
        auto sum = [&](int num) {
            long long res = 0;
            while (num) {
                int digit = num % 10;
                res += digit * digit;
                num /= 10;
            }  
            return res;
        };
        int slow = n, fast = n;
        do {
            slow = sum(slow);
            fast = sum(fast);
            fast = sum(fast);
        } while (slow != fast);

        return slow == 1;
    }
};

Leetcode 1. 两数之和

题目链接：https://leetcode.cn/problems/two-sum/description/

题目描述：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。

题目分析：一眼暴力，跑两个$for$循环就结束了。那么能不能更优呢？

对于$$nums[i] + nums[j] = target$$移项可得：$$nums[i] = target - nums[j]$$

我们可以从前往后枚举所有元素，遇到一个元素，我们就问哈希表“有没有$target - nums[i]$？”。如果有，我们直接返回；如果没有，我们更新货物。

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

posted @ 2025-08-26 22:45 Tangzy0121 阅读(558) 评论(0) 收藏举报

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