代码随想录算法训练营第6天|链表1 242.有效的字母异位词 349. 两个数组的交集 202. 快乐数 1. 两数之和
基础知识总结
当我们遇到了要快速判断一个元素是否出现集合里的时候，就要考虑哈希法。
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)
但是哈希法也是牺牲了空间换取了时间，因为我们要使用额外的数组，set或者是map来存放数据，才能实现快速的查找。
Set接口概述
- Set接口是Collection的子接口，Set接口相较于Collection接口没有提供额外的方法
- Set 集合不允许包含相同的元素，如果试把两个相同的元素加入同一个 Set 集合中，则添加操作失败。
- Set集合支持的遍历方式和Collection集合一样：foreach和Iterator。
- Set的常用实现类有：HashSet、TreeSet、LinkedHashSet。
HashSet 按 Hash 算法来存储集合中的元素，因此具有很好的存储、查找、删除性能。
LinkedHashSet 是 HashSet 的子类，不允许集合元素重复。LinkedHashSet插入性能略低于 HashSet，但在迭代访问 Set 里的全部元素时有很好的性能。
TreeSet特点：不允许重复、实现排序（自然排序或定制排序）
Map与Collection并列存在。用于保存具有映射关系的数据：key-value
-
Collection集合称为单列集合，元素是孤立存在的（理解为单身）。 -
Map集合称为双列集合，元素是成对存在的(理解为夫妻)。 -
Map 中的 key 和 value 都可以是任何引用类型的数据。但常用String类作为Map的“键”。
-
Map接口的常用实现类：
HashMap、LinkedHashMap、TreeMap和``Properties。其中，HashMap是 Map 接口使用频率最高`的实现类。 -
Map 中的
key用Set来存放，不允许重复，即同一个 Map 对象所对应的类，须重写hashCode()和equals()方法
Map 中的 key用Set来存放，不允许重复，即同一个 Map 对象所对应的类，须重写hashCode()和equals()方法。key和value构成一个entry。所有的entry彼此之间是无序的、不可重复的。
存储数据采用的哈希表结构，底层使用一维数组+单向链表+红黑树进行key-value数据的存储。与HashSet一样，元素的存取顺序不能保证一致。
LinkedHashMap 是 HashMap 的子类。存储数据采用的哈希表结构+链表结构，在HashMap存储结构的基础上，使用了一对双向链表来记录添加元素的先后顺序，可以保证遍历元素时，与添加的顺序一致。
242.有效的字母异位词（数组实现哈希
题目链接：有效的字母异位词
文章讲解/视频讲解： 有效的字母异位词
class Solution {
public boolean isAnagram(String s, String t) {
if(s.length() != t.length()){
return false;
}
int[] record = new int[26];
for(int i = 0; i < s.length(); i++){
record[s.charAt(i) - 'a']++;
}
for(int i = 0; i < t.length(); i++){
record[t.charAt(i) - 'a']--;
}
for (int count: record) {
if (count != 0) { // record数组如果有的元素不为零0，说明字符串s和t 一定是谁多了字符或者谁少了字符。
return false;
}
}
return true;
}
}
收获
数组其实就是一个简单的哈希表
用数组实现哈希法。
349. 两个数组的交集（Set实现哈希
建议：本题就开始考虑 什么时候用set 什么时候用数组，本题其实是使用set的好题，但是后来力扣改了题目描述和 测试用例，添加了 0 <= nums1[i], nums2[i] <= 1000 条件，所以使用数组也可以了，不过建议大家忽略这个条件。 尝试去使用set。
题目链接：两个数组的交集
文章讲解/视频讲解：两个数组的交集
涉及的基础知识
set中不允许包含重复的元素
set常用方法：set.size() set.contains(i)) set.add(i);
对于哈希表的实现，数据量较小时用数组，数据量较大或者数据比较分散时用set。
使用数组来做哈希的题目，是因为题目都限制了数值的大小。
而这道题目没有限制数值的大小，就无法使用数组来做哈希表了。
而且如果哈希值比较少、特别分散、跨度非常大，使用数组就造成空间的极大浪费。
想法
将数组1放入集合set1（先去重），再遍历另一个数组，若有相同元素则加入set2（由于不知道相同元素的个数所以我们不使用数组）, 结果要求返回数组则再new一个数组，放入元素返回。
注意
- 遇到哈希问题我直接都用set不就得了，用什么数组啊。
直接使用set 不仅占用空间比数组大，而且速度要比数组慢，set把数值映射到key上都要做hash计算的。而数组直接用下标来做哈希映射。 - 对于哈希表的实现，数据量较小时用数组，数据量较大或者数据比较分散时用set。
- 使用数组来做哈希的题目，是因为题目都限制了数值的大小。而这道题目没有限制数值的大小，就无法使用数组来做哈希表了。而且如果哈希值比较少、特别分散、跨度非常大，使用数组就造成空间的极大浪费。
// 用set实现哈希法
class Solution {
public int[] intersection(int[] nums1, int[] nums2) {
if(nums1 == null || nums1.length == 0 || nums2 == null || nums2.length == 0){
return new int[0];
}
Set<Integer> set1 = new HashSet<>();
Set<Integer> resSet = new HashSet<>();
for(int i : nums1){
set1.add(i);
}
for(int i : nums2){
if(set1.contains(i)){
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[] res = new int[resSet.size()];
int j = 0;
for(int i : resSet){
res[j++] = i;
}
return res;
}
}
// 用数组实现哈希法
class Solution {
public int[] intersection(int[] nums1, int[] nums2) {
if(nums1 == null || nums1.length == 0 || nums2 == null || nums2.length == 0){
return new int[0];
}
int[] hash1 = new int[1002]; // 下标表示原数组中的数
int[] hash2 = new int[1002];
for(int i : nums1){
hash1[i]++;
}
for(int i : nums2){
hash2[i]++;
}
Set<Integer> resList = new HashSet<>();
for(int i = 0; i < 1002; i++){
if(hash1[i] > 0 && hash2[i] > 0){ // 可能有重复的数
resList.add(i);
}
}
int index = 0;
int res[] = new int[resList.size()];
for(int i : resList)
res[index++] = i;
return res;
}
}
202. 快乐数 （Set实现哈希
建议：这道题目也是set的应用，其实和上一题差不多，就是 套在快乐数一个壳子
代码链接：快乐数
题目链接/文章讲解：快乐数
难点
为什么要用set，==当我们遇到了要快速判断一个元素是否出现集合里的时候，就要考虑哈希法了。==这句话和这道题有啥关系啊
如何将每一位数字取出
参考leecode官方题解
根据我们的探索，我们猜测会有以下2种可能。
- 最终会得到 1。
- 最终会进入循环。
所以思考以下2种解法:
- 进入循环意味着有重复，所以考虑使用哈希法，用set来判断是否有循环，若有循环，则返回false.
- 快慢指针：如果 n 是一个快乐数，即没有循环，那么fast最终会比slow先到达数字 1。如果 n 不是一个快乐的数字，那么最终fast和slow将在同一个数字上相遇。
class Solution {
public boolean isHappy(int n) {
Set<Integer> record = new HashSet<>();
while(n != 1 && !record.contains(n)){ // 还未进入环
record.add(n);
n = getSum(n);
}
return n == 1; // 环中只有1才返回true
}
private int getSum(int n){
int res = 0;
while(n > 0){
int temp = n % 10;
res += temp * temp;
n = n / 10;
}
return res;
}
}
// 快慢指针 比用哈希表性能好
class Solution {
public boolean isHappy(int n) {
int slow = n;
int fast = getSum(n);
while(n != 1 && slow != fast){ // 还未进入环
slow = getSum(slow);
fast = getSum(getSum(fast));
}
return fast == 1; // 环中只有1才返回true
}
private int getSum(int n){
int res = 0;
while(n > 0){
int temp = n % 10;
res += temp * temp;
n = n / 10;
}
return res;
}
}
1. 两数之和 （Map实现哈希
建议：本题虽然是 力扣第一题，但是还是挺难的，也是 代码随想录中 数组，set之后，使用map解决哈希问题的第一题。
题目链接：leecode两数之和
文章讲解/视频讲解：两数之和
思考
- 为什么要用哈希法？为什么要用map来实现哈希法？
- 当我们需要查询一个元素是否出现过，或者一个元素是否在集合里的时候，就要第一时间想到哈希法。
- 本题呢，我就需要一个集合来存放我们遍历过的元素，然后在遍历数组的时候去询问这个集合，某元素是否遍历过，也就是 是否出现在这个集合。
- map是用来存放什么的？key和value分别用来放什么？
- map目的用来存放我们访问过的元素，因为遍历数组的时候，需要记录我们之前遍历过哪些元素和对应的下标，这样才能找到与当前元素相匹配的（也就是相加等于target）
- 这道题 我们需要 给出一个元素，判断这个元素是否出现过，如果出现过，返回这个元素的下标。那么判断元素是否出现，这个元素就要作为key，所以数组中的元素作为key，有key对应的就是value，value用来存下标。
- 所以 map中的存储结构为 {key：数据元素，value：数组元素对应的下标}。在遍历数组的时候，只需要向map去查询是否有和目前遍历元素匹配的数值，如果有，就找到的匹配对，如果没有，就把目前遍历的元素放进map中，因为map存放的就是我们访问过的元素。
- 再来看一下使用数组和set来做哈希法的局限。
- 数组的大小是受限制的，而且如果元素很少，而哈希值太大会造成内存空间的浪费。
- set是一个集合，里面放的元素只能是一个key，而两数之和这道题目，不仅要判断y是否存在而且还要记录y的下标位置，因为要返回x 和 y的下标。所以set 也不能用。
- 此时就要选择另一种数据结构：map ，map是一种key value的存储结构，可以用key保存数值，用value再保存数值所在的下标。
// HashMap 实现h哈希
class Solution {
public int[] twoSum(int[] nums, int target) {
Map<Integer, Integer> hashtable = new HashMap<>();
// 首先查询哈希表中是否存在 target - x，然后将 x 插入到哈希表中，即可保证不会让 x 和自己匹配
for(int i = 0; i < nums.length; i++){
if(hashtable.containsKey(target - nums[i])){
return new int[]{hashtable.get(target - nums[i]), i};
}
hashtable.put(nums[i], i);
}
return new int[0];
}
}