【算法集训】基础数据结构：十三、哈希表

今天是基础数据结构的最后一个。至此我们的基础数据结构系列就结束了!!!
这几天先告一段落，等期末考试完继续更新算法系列。

哈希表又叫散列表，通常用数组来实现，又叫做哈希数组。

一、概念

常用哈希函数

1、直接定址法；
关键字本身就是哈希值，例如f(x) = x;
2、平方取中法
3、折叠法
4、除留取余法（常用）
f(x) = x % m
5、位与法

哈希冲突解决方法

1、开放定址法
如果发生冲突则寻找下一个空地址。
2、链地址法
发生冲突后不换地址，使用链表将链接到当前的值的后面

第一题 41. 缺失的第一个正数

int hash[500002]; //定义哈希数组int firstMissingPositive(int* nums, int numsSize) {memset(hash, 0, sizeof(hash));  //初始化为0// 遍历数组,传入哈希for(int i = 0; i < numsSize; ++i) {int v = nums[i];//如果值负数或大于500000,那后面就不用看了,因为数组长度只有500000,里面必定有空值。if(nums[i] <= 0 || nums[i] > 500000) {continue;}hash[ v ] = 1;}for(int i = 1; ; ++i) {if(!hash[i]) {return i;}}return -1;
}

第二题 387. 字符串中的第一个唯一字符

int firstUniqChar(char* s) {int hash[26];memset(hash, 0, sizeof(hash));//遍历数组的方法；如果出现一次字符则+1for(int i = 0; s[i]; ++i) {hash[s[i] - 'a']++;}// 遍历数组判断当前对应的哈希表是否为1，返回索引值即可for(int i = 0; s[i]; ++i) {if(hash[s[i] - 'a'] == 1) {return i;}}return -1;
}

第三题 215. 数组中的第K个最大元素

#define BASE 10000
int hash[2 * BASE + 5];int findKthLargest(int* nums, int numsSize, int k) {memset(hash, 0, sizeof(hash));for(int i = 0; i < numsSize; ++i) {int index = nums[i] + BASE;hash[index]++;}for(int i = 2 * BASE; i >= 0; --i) {while( hash[i] ) {k--;hash[i]--;if( k == 0 ) {return i - BASE;}}}return -1;
}

第四题 1. 两数之和

hash[i]代表数字i + hash[i] == target;

/*** Note: The returned array must be malloced, assume caller calls free().*/
//实现哈希表
#define BIT 16 //定义16位,我也不知道什么意思
#define MASK ((1 << BIT) - 1) //说是掩码,就是2^16 - 1 = 65535
#define MAGIC 1000000001  //定义一个边界,用于初始化哈希表
int hash[MASK + 1]; //创建哈希表//初始化哈希表
void HashInit() {//里面的值都赋值为取不到的值,表示为空for(int i = 0; i <= MASK; ++i) {hash[i] = MAGIC;}
}int HashFindAndInsert( int x ) {int v = x & MASK; //于操作,等于将x变为正数,如果不是负数则就是xwhile(1) {//如果当前哈希数组为空则插入if(hash[v] == MAGIC) {hash[v] = x;return v;}else if(hash[v] == x) { //如果是x表明已经插入了,直接返回return v;}v = (v + 1) * MASK;  //如果不满足要求,v往前移动一位,直到满足要求}
}int pos[MASK + 1];
int* twoSum(int* nums, int numsSize, int target, int* returnSize) {int *ret = (int *)malloc(sizeof(int) * 2);*returnSize = 2;HashInit();memset(pos, -1, sizeof(pos));for(int i = 0; i < numsSize; ++i) {int idx = HashFindAndInsert(target - nums[i]);  //得到target - b = a里面的aif(pos[idx] != -1) {ret[0] = pos[idx];ret[1] = i;return ret;}//pos[ HashFindAndInsert(nums[i]) ] = i;}*returnSize = 0;return ret;
}