3、哈希表、映射与集合

1 实现与特性

1.1 哈希表（Hash Table 散列表）

1. 是根据关键码值（Key value）而直接进行访问的数据结构
2. 通过把关键值映射到表中一个位置来访问记录，加快了查找速度
3. 这个映射函数叫做哈希（散列函数（Hash Function），存放记录的数组叫做哈希表（或散列表）

1）实际应用

1. 电话号码簿
2. 用户信息表
3. 缓存（LRU Cache）
4. 键值对存储（Redis）

2）实现原理

key通过哈希函数，哈希函数返回一个下标存入哈希表

Hash Collisions（哈希碰撞）

指的是：不同的数据，经过哈希函数之后会得到相同的值
解决方法

1. 增加维度：先从这个位置拉出一个链表来，实现一个位置存入多个数，这叫做拉链式解决冲突法
   

3）时间复杂度分析

lookup：O(1) ，如果一个位置有链表，最坏将达到O(n)，但是可以看做平均为O(1)

4）代码实现(Map, Set)

Map 键值对，key不重复 （python中是dict字典）

Set 不重复元素的集合

boolean add​(E e) 如果指定的元素不存在，则将其指定的元素添加（可选操作）。
boolean addAll​(Collection c) 将指定集合中的所有元素添加到此集合
void clear​() 从此集合中删除所有元素（可选操作）。
boolean contains​(Object o) 如果此集合包含指定的元素，则返回 true 。
boolean containsAll​(Collection c) 如果此集合包含指定集合的所有元素，则返回 true 。
boolean isEmpty​() 如果此集合不包含元素，则返回 true 。
Iterator iterator​() 返回此集合中元素的迭代器。
boolean remove​(Object o) 如果存在，则从该集合中删除指定的元素（可选操作）。
boolean removeAll​(Collection c) 从此集合中删除指定集合中包含的所有元素（可选操作）。
int size​() 返回此集合中的元素数（其基数）。

list

2 算法题解

1）[49] 字母异位词分组（hash表解法）

/*
 * @lc app=leetcode.cn id=49 lang=java
 *
 * [49] 字母异位词分组
 * String.valueOf(char []) 将char[]转换为字符串
 * 
 * 方法1.将每个单词中的字母排序
 * get:返回指定键映射到的值，如果此映射不包含键的映射，则返回 null 。
 */

// @lc code=start
class Solution {
    public List<List<String>> groupAnagrams(String[] strs) {
        // 先创建一个哈希表
        HashMap<String, List<String>> hash = new HashMap<>();
        for (int i = 0; i < strs.length; i++) {
            char[] s_arr = strs[i].toCharArray(); // 将单个字符串转换成char数组
            // 排序
            Arrays.sort(s_arr);
            // 映射到 key
            String key = String.valueOf(s_arr); //char[]转换成String字符串存入key
            // 如果key在else中已经创建了就直接添加到对应的类中
            if (hash.containsKey(key)) { // containsKey：如果此映射包含指定键的映射，则返回true 
                hash.get(key).add(strs[i]);
            } else { // 如果没有key，先新建一个数组存放strs[i] 并对应key存放到hash表中
                List<String> temp = new ArrayList<String>();
                temp.add(strs[i]);
                hash.put(key, temp);
            }

        }
        return new ArrayList<List<String>>(hash.values());
    }
}
// @lc code=end

2）两数之和（hash表解法）

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

import javax.naming.spi.DirStateFactory.Result;

/*
 * @lc app=leetcode.cn id=1 lang=java
 *
 * [1] 两数之和
 * 方法2.hash表解法
 * 1）两遍hash表，
 * 第一次先遍历将数组中每个值标上序号存入hashmap
 * 第二次遍历数组找到与hashmap中满足  nums[i] + map[key] = target
 */

// @lc code=start
class Solution {
    public int[] twoSum(int[] nums, int target) {
        Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
        int[] result = new int[2];
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            map.put(nums[i], i); // 将数组内元素存入map, 数组元素作为key
        }
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            int key = target - nums[i]; // 算出满足target所需要的值后在map中比对
            // 因为不能重复利用数组元素，所以也要比对满足条件的key对应的value是否与数组下标相等
            if (map.containsKey(key) && map.get(key) != i) {
                result[1] = i;
                result[0] = map.get(key);
                // return new int[] {i, map.get(key)};
            }
        }
        return result;
        // throw new IllegalArgumentException("No two sum solution");
    }
}
// @lc code=end