哈希映射用法及算法例题
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了哈希映射用法及算法例题相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
本文为博主算法学习过程中的学习笔记，主要内容来源于其他平台或书籍，出处请参考下方 参考&感谢 一节。
用法
哈希映射 是用于存储 (key, value) 键值对的一种实现。
使用哈希映射的第一个场景是，我们 需要更多的信息，而不仅仅是键。然后通过哈希映射 建立密钥与信息之间的映射关系。
另一个常见的场景是 按键聚合所有信息。我们也可以使用哈希映射来实现这一目标。
例题
1、两数之和
题目描述
给定一个整数数组 nums 和一个目标值 target，请你在该数组中找出和为目标值的那 两个 整数，并返回他们的数组下标。
你可以假设每种输入只会对应一个答案。但是，你不能重复利用这个数组中同样的元素。
示例:
给定 nums = [2, 7, 11, 15], target = 9
因为 nums[0] + nums[1] = 2 + 7 = 9
所以返回 [0, 1]
解题思路及实现
HashMap入门的经典题。
简单的方式是使用双层循环进行暴力破解，这种算法时间复杂度为O(N^2)。
而使用HashMap则可以将问题在一层循环中进行解决，时间复杂度仅O(N)：
class Solution
public int[] twoSum(int[] nums, int target)
HashMap<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
int[] result = new int[2];
for (int i = 0; i < nums.length; i++)
int value = nums[i];
int find = target - value;
if (map.containsKey(find) && map.get(find) != i)
result[0] = i;
result[1] = map.get(find);
break;
map.put(nums[i], i);
return result;
2、同构字符串
题目描述
给定两个字符串 s 和 t，判断它们是否是同构的。
如果 s 中的字符可以被替换得到 t ，那么这两个字符串是同构的。
所有出现的字符都必须用另一个字符替换，同时保留字符的顺序。两个字符不能映射到同一个字符上，但字符可以映射自己本身。
你可以假设 s 和 t 具有相同的长度。
示例:
输入: s = “egg”, t = “add”
输出: true
输入: s = “foo”, t = “bar”
输出: false
解题思路及实现
通过2个HashMap存储各自字符对应最初的索引，然后进行比较，当字符对应的最初索引不同时，说明2个字符串不是同构的：
class Solution
public boolean isIsomorphic(String s, String t)
char[] char1 = s.toCharArray();
char[] char2 = t.toCharArray();
HashMap<Character, Integer> map1 = new HashMap<>();
HashMap<Character, Integer> map2 = new HashMap<>();
for (int i = 0; i < char1.length; i++)
char c1 = char1[i];
char c2 = char2[i];
if (!map1.containsKey(c1))
map1.put(c1, i);
if (!map2.containsKey(c2))
map2.put(c2, i);
if (map1.get(c1) != map2.get(c2))
return false;
return true;
3、两个列表的最小索引总和
题目描述
https://leetcode-cn.com/problems/minimum-index-sum-of-two-lists/
解题思路及实现
这道题的难点是发现映射关系，即 最爱餐厅 -> 索引值 的映射关系。
通过遍历将该映射关系存储到HashMap中后，再次通过一次遍历找出索引值和最小的餐厅，因为索引值最小的情况可能不止一个，因此用一个List进行维护，最终将答案遍历输出：
class Solution
public String[] findRestaurant(String[] list1, String[] list2)
HashMap<String, Integer> map = new HashMap<>();
List<Integer> posList = new ArrayList<>();
int minPosNum = Integer.MAX_VALUE;
for (int i = 0; i < list1.length; i++)
map.put(list1[i], i);
for (int i = 0; i < list2.length; i++)
String favorite = list2[i];
Integer position = map.get(favorite);
if (position != null)
int posNum = i + position;
if (minPosNum > posNum)
minPosNum = posNum;
posList.clear();
posList.add(i);
else if (minPosNum == posNum)
posList.add(i);
String[] result = new String[posList.size()];
for (int i = 0; i < posList.size(); i++)
result[i] = list2[posList.get(i)];
return result;
4、字符串中的第一个唯一字符
题目描述
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。
示例：
s = “leetcode”
返回 0.
s = “loveleetcode”
返回 2.
您可以假定该字符串只包含小写字母。
解题思路及实现
比较简单，通过2次遍历，第一次遍历将每个字符对应出现的次数进行存储，第二次遍历每个字符的出现次数，当出现次数为1，返回该字符的索引即可。
class Solution
public int firstUniqChar(String s)
char[] arr = s.toCharArray();
HashMap<Character, Integer> map = new HashMap<>();
// 遍历将所有字符的频率输出到Map中
for (int i = 0; i < arr.length; i++)
char c = arr[i];
if (map.containsKey(c))
map.put(c, map.get(c) + 1);
else
map.put(c, 1);
for (int i = 0; i < arr.length; i++)
char c = arr[i];
if (map.get(c) == 1)
return i;
return -1;
5、两个数组的交集 II
题目描述
给定两个数组，编写一个函数来计算它们的交集。
输入: nums1 = [1,2,2,1], nums2 = [2,2]
输出: [2,2]
输入: nums1 = [4,9,5], nums2 = [9,4,9,8,4]
输出: [4,9]
输出结果中每个元素出现的次数，应与元素在两个数组中出现的次数一致。
我们可以不考虑输出结果的顺序。
解题思路及实现
仍然是通过2次遍历，第一次遍历将nums1[]每个数字对应出现的次数进行存储，第二次遍历nums2[]，然后和之前的结果进行匹配，最终返回结果。
class Solution
public int[] intersect(int[] nums1, int[] nums2)
HashMap<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
// 遍历数组将所有元素和其数量存入map中
for (int i = 0; i < nums1.length; i++)
int key = nums1[i];
if (map.containsKey(key))
map.put(key, map.get(key) + 1);
else
map.put(key, 1);
int[] result = new int[nums2.length];
int pos = 0;
for (int i = 0; i < nums2.length; i++)
int key = nums2[i];
if (map.containsKey(key) && map.get(key) >= 1)
result[pos] = key;
pos++;
map.put(key, map.get(key) - 1);
return Arrays.copyOf(result, pos);
6、存在重复元素 II
题目描述
给定一个整数数组和一个整数 k，判断数组中是否存在两个不同的索引 i 和 j，使得 nums [i] = nums [j]，并且 i 和 j 的差的绝对值最大为 k。
输入: nums = [1,2,3,1], k = 3
输出: true
输入: nums = [1,0,1,1], k = 1
输出: true
输入: nums = [1,2,3,1,2,3], k = 2
输出: false
解题思路及实现
题目理解了就好做了，关键是数组内相同的数字最小距离是否不大于k，做一次遍历，每次都将数字作为key，其索引作为value进行存储。
遍历结束前，只要有一个满足要求就可以返回true，否则最终返回false即可。
class Solution
public boolean containsNearbyDuplicate(int[] nums, int k)
HashMap<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
for (int i = 0; i < nums.length; i++)
int key = nums[i];
if (map.containsKey(key))
int oldPos = map.get(key);
if (i - oldPos <= k)
return true;
else
map.put(key, i);
else
map.put(key, i);
return false;
参考 & 感谢
文章绝大部分内容节选自LeetCode，概述：
- https://leetcode-cn.com/explore/learn/card/hash-table/205/practical-application-hash-map/809/
例题：
- https://leetcode-cn.com/problems/two-sum/
- https://leetcode-cn.com/problems/isomorphic-strings/
- https://leetcode-cn.com/problems/minimum-index-sum-of-two-lists/
- https://leetcode-cn.com/problems/first-unique-character-in-a-string/
- https://leetcode-cn.com/problems/intersection-of-two-arrays-ii/
- https://leetcode-cn.com/problems/contains-duplicate-ii/
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