【笔记】哈希表

本系列总计六篇文章，是 基于STL实现的笔试题常考七大基本数据结构 该文章在《代码随想录》和《labuladong的算法笔记》题目中的具体实践，每篇的布局是这样的：开头是该数据结构的总结，然后是在不同场景的应用，以及不同的算法技巧。本文是系列第三篇，介绍了哈希表的相关题目，重点是要掌握STL的set和map，注意N数之和问题，用双指针最方便。

下面文章是在《代码随想录》和《labuladong的算法笔记》题目中的具体实践：
【笔记】数组
【笔记】链表
【笔记】哈希表
【笔记】字符串
【笔记】栈与队列
【笔记】二叉树

0、总结

• 哈希表用来快速判断一个元素是否出现在集合里

• 一般常用数组、unordered_set、unordered_map 这三种数据结构实现哈希表，后两者的底层实现是哈希表，无序、数值（key）不可重复、数值(key)不可修改、查询和增删效率都是 O(1)

• set，multiset，map，multimap底层是红黑树，当要求key有序、重复时，可以选用

• 两数、三数、四数之和问题，用 双指针法 最方便

1、set 作为哈希表

349. 两个数组的交集 - 力扣（LeetCode）

思路：输出交集，要求去重、不考虑输出结果的顺序，因此选用unordered_set

注意：set和vector互相转化可以用构造函数直接实现，不需要遍历；set增加元素用insert；用auto更方便

class Solution {
   
public:
    vector<int> intersection(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) {
   
        vector<int> result;
        // 要去重，所以用unordered_set
        unordered_set<int> result_set, nums1_set;
        // unordered_set<int> nums_set(nums1.begin(), nums1.end());
        for (int i : nums1)
            nums1_set.insert(i);
        for (int i : nums2) {
   
            if (nums1_set.find(i) != nums1_set.end()) {
   
                result_set.insert(i);
            }
        }
        // return vector<int>(result_set.begin(), result_set.end());
        for (auto it = result_set.begin(); it != result_set.end(); it++)
            result.push_back(*it);
        return result;
    }
};

202. 快乐数 - 力扣（LeetCode）

思路：用set判断集合中的某个元素是否出现过，若出现过，代表有循环，此数并非快乐数，应及时return

注意：按位取数的写法应牢记，n不为0的情况下，不断地先%10，再/10，这样可以低位到高位取数

class Solution {
   
public:
    bool isHappy(int n) {
   
        unordered_set<int> set;
        while(1) {
   
            int sum = getSum(n);
            if (sum == 1) return true;
            if (set.find(sum) != set.end()) {
   
                return false;
            } else {
   
                set.insert(sum);
            }
            n = sum;
        }
    }
    int getSum(int n) {
   
        int sum = 0;
        while (n) {
   
            sum += pow(n % 10, 2);
            n /= 10;
        }
        return sum;
    }
};

2、map 作为哈希表

350. 两个数组的交集 II - 力扣（LeetCode）

思路：与349的区别是，不去重，若公共元素是a，返回结果中a出现的次数，应与a在两个数组中都出现的次数一致（如果出现次数不一致，则考虑取较小值），要用unordered_map

进阶：

• 如果给定的数组已经排好序呢？你将如何优化你的算法？用双指针只需 O(n) 的时间复杂度

• 如果 nums1 的大小比 nums2 小，哪种方法更优？较小的数组用hash存储，然后在另一个数组中寻找

• 如果 nums2 的元素存储在磁盘上，内存是有限的，并且你不能一次加载所有的元素到内存中，你该怎么办？

  还是较小的数组用hash存储，然后在另一个数组中，每次读取出一部分数据进行寻找

class Solution {
   
public:
    vector<int> intersect(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) {
   
        vector<int> result;
        // 题目不要求去重
        unordered_map<int, int> map;
        for (int i : nums1)
            map[i]++;
        for (int i : nums2) {