Hash表算法

理论知识（本文来自于代码随想录摘抄）

什么是哈希

哈希表中关键码就是数组的索引下标，然后通过下标直接访问数组中的元素，如下图所示：

那么哈希表能解决什么问题呢，一般哈希表都是用来快速判断一个元素是否出现集合里。

常见的三种哈希结

当我们想使用哈希法来解决问题的时候，我们一般会选择如下三种数据结构。
数组
set （集合）
map(映射)

数组：

当目标的范围是已知的，是小的，我们会使用数组。（经常使用，所以少介绍。）

set:

map:

其他常用方法或者技巧（自己总结的）

10，用来判断某个值是否存在哈希表中：containsKey()

if(result.containsKey(temp)){}

练习题和讲解

有效的字母移位词

使用int
前置知识：
字母a-z,A-Z的ASCII码是连续的。
所以’a’-‘a’=0；‘z’-‘a’=25；

class Solution {public boolean isAnagram(String s, String t) {int[] arr=new int[26];              //用来存储26个字母出现的次数for(int i=0;i<s.length();i++){      //字符串用length()方法，数组为length。因为对于字符串，length是方法，数组是内置属性。    arr[s.charAt(i)-'a']++;             //charAt(i)获取字符串中i位置的字符。  我们在对于的下标的位置+1.比如出现z，则是'z'-'a',在25这个位置+1.};for(int i=0;i<t.length();i++){arr[t.charAt(i)-'a']--;         //目的同样，在对应位置-1，抵消s字符串中出现的字母。};for(int a:arr){                     //增强for循环方法。if(a!=0){                       //进行判断，如果不等0，证明两个里面的出现字母的数量不一致。return false;}}return true;}
}

349. 两个数组的交集

349. 两个数组的交集
使用set

class Solution {public int[] intersection(int[] nums1, int[] nums2) {if (nums1 == null || nums1.length == 0 || nums2 == null || nums2.length == 0) {return new int[0];}                   //首先判断是否为空Set<Integer> set1 = new HashSet<>();        //使用set可以直接去重Set<Integer> resSet = new HashSet<>();//遍历数组1for (int i : nums1) {set1.add(i);    }//遍历数组2的过程中判断哈希表中是否存在该元素for (int i : nums2) {if (set1.contains(i)) {         //contains() 判断这个值是否在哈希表中resSet.add(i);}}//另外申请一个数组存放setRes中的元素,最后返回数组int[] arr = new int[resSet.size()];int j = 0;for(int i : resSet){arr[j++] = i;}return arr;}
}

1. 两数之和

1. 两数之和
使用map（需要存放 key value）

class Solution {public int[] twoSum(int[] nums, int target) {// 创建一个 HashMap 来存储数字及其对应的索引Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();int n = nums.length;// 遍历数组for (int i = 0; i < n; i++) {// 计算当前元素的补数int temp = target - nums[i];// 检查补数是否在 HashMap 中if (map.containsKey(temp)) {// 找到结果，那么返回当前索引和补数的索引return new int[]{map.get(temp), i};}// 如果没有找到补数，就把当前数字和它的索引放入 HashMapmap.put(nums[i], i);}// 如果没有找到，返回一个空数组，考虑到题目保证有解这里可以省略return new int[]{};}
}

454. 四数相加 II

454. 四数相加 II

class Solution {public int fourSumCount(int[] nums1, int[] nums2, int[] nums3, int[] nums4) {int res = 0;//不仅要保存值，还需要保存其出现次数，所以使用map(key,value)来进行存储数据。Map<Integer, Integer> map = new HashMap<Integer, Integer>();//统计两个数组中的元素之和，同时统计出现的次数，放入mapfor (int i : nums1) {for (int j : nums2) {int sum = i + j;map.put(sum, map.getOrDefault(sum, 0) + 1);//getOrDefault这个的意思是，如果存在，返回存在的值，不存在返回default0}}//统计剩余的两个元素的和，在map中找是否存在相加为0的情况，同时记录次数for (int i : nums3) {for (int j : nums4) {//因为本题不去重，所以有不同组合，需要统计的值为 res+sum(对应的值);res += map.getOrDefault(0 - i - j, 0);}}return res;}
}

15. 三数之和

15. 三数之和

使用哈希集合：

class Solution {public List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();Arrays.sort(nums);for (int i = 0; i < nums.length; i++) {// 如果第一个元素大于零，不可能凑成三元组if (nums[i] > 0) {return result;}// 三元组元素a去重if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) {continue;}HashSet<Integer> set = new HashSet<>();for (int j = i + 1; j < nums.length; j++) {// 三元组元素b去重if (j > i + 2 && nums[j] == nums[j - 1] && nums[j - 1] == nums[j - 2]) {continue;}int c = -nums[i] - nums[j];if (set.contains(c)) {result.add(Arrays.asList(nums[i], nums[j], c));set.remove(c); // 三元组元素c去重} else {set.add(nums[j]);}}}return result;}
}

使用双指针（更为推荐）

class Solution {public List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {//二维集合，因为不止一个集合List<List<Integer>> ans=new ArrayList();int len=nums.length;//如果值小于3，则没有意义if(len<3||nums==null) return ans;//排序，更方便我们双指针的移动Arrays.sort(nums);//定i的位置，然后动left和right两个指针的位置来凑0for(int i=0;i<len;i++){//如果第一个i都>0，则不可能三数之和为0if(nums[i]>0) break;//题目去重，所以我们判断前一位值如果等于后一位，则跳过。if(i>0&&nums[i]==nums[i-1]) continue;//定义左右指针    int L=i+1;int R=len-1;   while(L<R){int sum =nums[i]+nums[R]+nums[L];//如果相等，则添加进入二维数组中if(sum==0){ans.add(Arrays.asList(nums[i],nums[L],nums[R]));//归零while(L<R&& nums[L]==nums[L+1]) L++;while(L>R&& nums[R]==nums[R-1]) R--;L++;R--;}//和小，就左指针右移，和大，就右指针左移else  if(sum<0)L++;else if(sum>0)R--;}}//返回二维数组。return ans;}
}

总结

哈希表理论基础
在关于哈希表，你该了解这些！ (opens new window)中，我们介绍了哈希表的基础理论知识，不同于枯燥的讲解，这里介绍了都是对刷题有帮助的理论知识点。

一般来说哈希表都是用来快速判断一个元素是否出现集合里。

对于哈希表，要知道哈希函数和哈希碰撞在哈希表中的作用。

哈希函数是把传入的key映射到符号表的索引上。

哈希碰撞处理有多个key映射到相同索引上时的情景，处理碰撞的普遍方式是拉链法和线性探测法。

接下来是常见的三种哈希结构：

数组
set（集合）
map（映射）
在C++语言中，set 和 map 都分别提供了三种数据结构，每种数据结构的底层实现和用途都有所不同，在关于哈希表，你该了解这些！ (opens new window)中我给出了详细分析，这一知识点很重要！

例如什么时候用std::set，什么时候用std::multiset，什么时候用std::unordered_set，都是很有考究的。

只有对这些数据结构的底层实现很熟悉，才能灵活使用，否则很容易写出效率低下的程序。