LeetCode|哈希表简单运用解题

什么是哈希表？

  哈希表，是根据关键码值而直接进行访问的数据结构。

简单但来说是根据在集合内的所有数据所具有的唯一，确定的属性，以此为查找依据，来查找到，并访问该数据内容。
例如：一个学生在学校中的学号是唯一确定的，我们想要了解到该学生的信息，只需要通过学号的查询，就可访问到该学生在学校中的所有信息。哈希表的使用原理与之相似。

如何简单的使用哈希表

由于笔者也是出于初学阶段，仅仅只能通过在LeetCode上面所见到的经典题型进行分析。

• 给定一个字符串，找到它的第一个不重复的字符，并返回它的索引。如果不存在，则返回 -1。
  例如:
  s = “I am a student”
  返回 0.
  s = “I love China”,
  返回 2.

在遇到此问题时我们所能最直观的想到的就是通过双层循环，遍历每一次所出现的字符，在之后是否会出现。这样的思路对于这道题来说，是可以解决的，但是同时时间复杂度也是很高的，达到了o(n^2)。因此我们所需要做的就是想办法如何降低时间复杂度。
对于如何降低时间复杂度，我们通过可以建立一个数组，通过牺牲空间，来换取时间来达到降低时间复杂度的目的，在上面所说过，哈希表中需要一个唯一，确定的属性来标识不同的数据，对于字符来说，他们不同的属性就是其ASCLL码。众所周知，字符一共有256个。因此，我们可以申请一个数组ASCLL[256]。用这个数组来记录每个字符出现的个数，最终通过对于数组内容的查看，就可知道每个字符所出现的次数。

程序实现

int firstUniqChar(char * s){
    int arr[256] = {0};    //创建数组
    char *p = s;            //保存字符串首地址
    int r = -1;
    while(*p != '\0')    //单次循环记录每个字符出现的次数
    {
        arr[*p]++;
        p++;
    }
    p = s;
    while(*p != '\0')    //根据字符出现的顺序，遍历出第一个符合要求的字符
    {
        if(arr[*p]==1)
        {
            r = p-s;     //得到改字符的下标
            break;
        }
        p++;
    }
    return r;
}

通过创建数组的使用我们可以发现，我们将循环的嵌套转变为了，多次（2次）循环。时间复杂度也从o(n^2)减少成为了o(n)。

• 给定一个包含 0, 1, 2, …, n 中 n 个数的序列，找出 0 … n 中没有出现在序列中的那个数。
  示例 1:
  输入: [3,0,1]
  输出: 2
  示例 2:
  输入: [9,6,4,2,3,5,7,0,1]
  输出: 8

这道题与第一道题类似，只是将字符串换成了数组。对于这样道题，最直接的办法就是将数组排序，一次从0开始遍历，找到缺失的那个数字。同样时间复杂的也是o(n^2)。
这道题同样我们也可以根据数组的建立，来找到这个缺失的数字，但是问题在于创建数组，我们需创建多大的，数字不同于字符，字符的个数是一定的，但数字是无限的，但是通过题目我们可以得到，数字所出现的范围是n以内，那好我们只需要一个n大的数组就完全可以满足题目要求。

程序实现

int missingNumber(int* nums, int numsSize){
    int *arr = (int *)malloc(sizeof(int)*(numsSize+1));  //因为数组在创建是需要给定确定的大小，
                                                        //所有我们只能通过动态开辟空间来实现
    memset(arr,-1,sizeof(int)*(numsSize+1));   //对于新开辟空间的初始化很重要，若未初始化，则可能会对最终结果产生影响
    int i = 0;
    for(i = 0; i < numsSize; i++)   //依次遍历，记录下每个数字
    {
        arr[nums[i]] = nums[i];
    }
    for(i = 0; i <= numsSize; i++)
    {
        if(arr[i] != i)  //因为数字从0开始，与只对应的下标相同，所有只要判断下标和其中保存的内容是否相同，
                         //由于有0，所以在初始化是，将里面的所有内容都置为-1
            break;
    }
    free(arr);    //记得释放空间
    return i；
}

• 给定一个未排序的整数数组，找出其中没有出现的最小的正整数。
  示例 1:
  输入: [1,2,0]
  输出: 3
  示例 2:
  输入: [3,4,-1,1]
  输出: 2

这道题与第二道题做法类似，但却略有却别，我们对于数组的访问只是从0号下标到numsSize-1，但这道题中，所给的数组大小，与其中所给的数字并不都满足这个范围，因此我们需要格外注意，但辛好题目只要求给出没有出现最小的正整数，因此在n大的数组中，没有出现最小的正整数最大就是n+1。因此我们可以根据这个突破口来找到这个数字。

程序实现

int firstMissingPositive(int* nums, int numsSize){
    int *arr = (int *)malloc(sizeof(int)*(numsSize+1));  //开辟空间，因为最大时n+1所以多开辟一个空间
    int i = 0;
    memset(arr,0,sizeof(int)*(numsSize+1));    //初始化内存
    for(i = 0; i < numsSize;i++)    //记录每个在合法下标内出现的数字
    {
        if(nums[i]<=numsSize&&nums[i]>0)
            arr[nums[i]] = 1;
    }
    for(i = 1; i <= numsSize; i++)   //遍历所创建的数组，因为是最小正整数，所以我们从1开始遍历
    {
        if(arr[i]==0)
            break;
    }
    free(arr);     //释放空间
    return i;
}

由于笔者仅仅是初学，所以对于哈希表的使用有限，仅仅只能通过开辟数组来达到使用效果。还请各路大佬多多指点。