leeCode每日一题-设计哈希集合

原创已于 2024-04-15 14:31:27 修改 · 1.2k 阅读

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#哈希算法 #算法 #java #力扣

于 2024-04-15 13:26:05 首次发布

本文围绕力扣每日一题，介绍不使用内建哈希表库设计哈希集合。给出问题描述及示例，还重学了HashSet与HashMap，包括HashMap的基础操作、HashSet的特性及去重方式，最后提到可依据散列表实现方式实现哈希集合及序列化相关内容。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

问题描述：

不使用任何内建的哈希表库设计一个哈希集合（HashSet）。

实现 MyHashSet 类：

void add(key) 向哈希集合中插入值 key 。
bool contains(key) 返回哈希集合中是否存在这个值 key 。
void remove(key) 将给定值 key 从哈希集合中删除。如果哈希集合中没有这个值，什么也不做。

示例：

输入：
["MyHashSet", "add", "add", "contains", "contains", "add", "contains", "remove", "contains"]
[[], [1], [2], [1], [3], [2], [2], [2], [2]]
输出：
[null, null, null, true, false, null, true, null, false]

解释：
MyHashSet myHashSet = new MyHashSet();
myHashSet.add(1);      // set = [1]
myHashSet.add(2);      // set = [1, 2]
myHashSet.contains(1); // 返回 True
myHashSet.contains(3); // 返回 False ，（未找到）
myHashSet.add(2);      // set = [1, 2]
myHashSet.contains(2); // 返回 True
myHashSet.remove(2);   // set = [1]
myHashSet.contains(2); // 返回 False ，（已移除）

题解：

package basement.HashSet;

import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;

/**
 * @author: hj
 * @className: MyHashSet
 * @Describe：TODO
 */
public class MyHashSet implements HashSetDemo{

    /*
    * 题解1：HashSet是基于HashMap的一个没有重复元素的集合，允许存在null值
    * HashMap是散列表方式生成  769 = 512 + 256 + 1
    * */
    private static final int CAPACITY = 769;
    private LinkedList<Integer>[] list;

    public MyHashSet(){
        list = new LinkedList[CAPACITY];
        for (int i = 0; i < CAPACITY; i++){
            list[i] = new LinkedList<Integer>();
        }
    }

    public int hash(Object key){
        int h ;
//        高八位
        return key == null ? 0 : ((h = key.hashCode()) ^ (h >>> 8))% CAPACITY;
    }

    @Override
    public void add(int key) {
        int hashCode = hash(key);
        Iterator<Integer> iterator = list[hashCode].iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            Integer ele = iterator.next();
            if (ele.equals(key)){
                return;
            }
        }
        list[hashCode].offerLast(key);
    }

    @Override
    public void remove(int key) {
        int hashCode = hash(key);
        Iterator<Integer> iterator = list[hashCode].iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            Integer ele = iterator.next();
            if (ele.equals(key)){
                list[hashCode].remove(ele);
                return;
            }
        }
    }

    @Override
    public boolean contains(int key) {
        int hashCode = hash(key);
        Iterator<Integer> iterator = list[hashCode].iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            Integer ele = iterator.next();
            if (ele.equals(key)){
                return true;
            }
        }

        return false;
    }
}

链表capacity设计参考源码，感谢大佬的讲解源码hashcode()取值的博文，获益匪浅：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_46195957/article/details/125274802https://blog.youkuaiyun.com/weixin_46195957/article/details/125274802

HashSet与HashMap重学

HashMap

hashmap是一个散列表，存储内容是键值对(key-value)映射。hashmap的key与value的类型可以相同也可以不同，不受限制。

HashMap中键值对可以重复，取值就近原则，允许存在null数值hashMap.put("key4",null);

基础操作（增删改查）

定义HashMap<String, Integer> hashMap = new HashMap<>();

增加

hashMap.put("key1", 1);
hashMap.put("key2", 2);
hashMap.put("key3", 3);

查Object val = hashMap.get("key1");

删

hashMap.remove("key1");
Object val2 = hashMap.get("key1");
System.out.println(val2);       //null
hashMap.clear();    //全清除

替换hashMap.replace("key2", 3);
键值对数量hashMap.size();
包含hashMap.containsKey("key3")
是否为空hashMap.isEmpty()
返回所有values的数组集合System.out.println(hashMap.values());

HashSet

HashSet是基于HashMap的一个不允许有重复元素的集合，但允许有null数值

set是不包含重复元素的集合，即不包含e1.equals(e2)

定义：Set<Integer> hashSet = new HashSet<>();

增加：hashSet.add(1);

迭代增加:

        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        list.add(1);
        list.add(2);
        list.add(3);
        list.add(4);
        HashSet<Integer> intSet = new HashSet<>();
        Iterator in = list.iterator();
        while (in.hasNext()){
            intSet.add((Integer) in.next());
        }
        
//      或
        for(int i : list){
            inset.add(li);
        }

//        注意迭代器位置
        Iterator out = intSet.iterator();
        while (out.hasNext()){
            System.out.println(out.next());
        }
        System.out.println(intSet.size());

Set<Integer> hashSet = new HashSet<>();
System.out.println(hashSet.size());
Iterator<Integer> iterator = hashMap.values().iterator();
while (iterator.hasNext()){
    hashSet.add(iterator.next());
}
Iterator<Integer> it = hashSet.iterator();
while (it.hasNext()){
    System.out.println(it.next());
}
System.out.println(hashSet.size());

Set<Integer> hashSet = new HashSet<>();
System.out.println(hashSet.size());
Iterator<Integer> iterator = hashMap.values().iterator();
while (iterator.hasNext()){
    hashSet.add(iterator.next());
}
Iterator<Integer> it = hashSet.iterator();
while (it.hasNext()){
    System.out.println(it.next());
}
System.out.println(hashSet.size());

判断元素是否存在System.out.println(hashSet.contains(3));

删除

hashSet.remove(3);
System.out.println(hashSet.contains(3));
hashMap.clear();
System.out.println(hashSet.size());

HashSet去重方式

通过equals()与hashCode()实现去重

hashCode()通过比较不同HashSet对象的HashCode值进行判断是否对等

实现哈希集合

HashSet寄予HashMap实现数据存储，HashMap是散列表，故可依据散列表实现方式实现。

序列化

java中的transient关键字详解_transient关键字作用-优快云博客