LeetCode 1 两数之和(哈希map)

你离开我真会死。 提交于 2020-01-10 13:13:14

1.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。

  ****暴力解法:****
vector<int> twoSum(vector<int>& nums, int target) {
        int len = nums.size();              //vector的容器大小是size()
        vector<int> result;                 //用来存放最后的结果
        for(int i = 0 ; i < len ; i++)      //遍历数组,固定一个位置找另一个位置
        {
             int k = target - nums[i];
             for(int j = i + 1;j < len ;j++)
                 {
                     if(nums[j] == k)
                         {
                             result.push_back(i);
                             result.push_back(j);
                         }
                 }
        }
         return result;
    }

暴力法思路很简单,就是固定一个位置i,然后在数组中查找target-nums[i]的位置,找到返回即可
时间复杂度是O(n^2);

**哈希解法:**

散列表(Hash table,也叫哈希表),是根据关键码值(Key value)而直接进行访问的数据结构。也就是说,它通过把关键码值映射到表中一个位置来访问记录,以加快查找的速度。这个映射函数叫做散列函数,存放记录的数组叫做散列表。
给定表M,存在函数f(key),对任意给定的关键字值key,代入函数后若能得到包含该关键字的记录在表中的地址,则称表M为哈希(Hash)表,函数f(key)为哈希(Hash) 函数。

哈希表的思路是利用键值对索引,加快查找速度(与暴力法思路基本一样,也是固定一个位置i,在数组中寻找另一个值为target-nums[i]的位置,哈希表主要的是优化了这个查找的时间)

vector<int> twoSum(vector<int>& nums, int target) {
        unordered_map<int,int> keys;
        //将map的判断和放入放在集成在一起
        for(int i = 0; i < nums.size(); i++)
        {
            if(keys.count(target-nums[i])==1)   //说明在MAP中找到了另一个元素
                 return { keys[target - nums[i]],i};  //返回结果
             keys[nums[i]] = i;                     //否则将对应的键值对放入map中
        }  
        return {-1,-1};                            //如果没找到相关答案的情况
    }

unordered_map与map的区别:
map: map内部实现了一个红黑树(红黑树是非严格平衡二叉搜索树,而AVL是严格平衡二叉搜索树),红黑树具有自动排序的功能,因此map内部的所有元素都是有序的,红黑树的每一个节点都代表着map的一个元素。因此,对于map进行的查找,删除,添加等一系列的操作都相当于是对红黑树进行的操作。map中的元素是按照二叉搜索树(又名二叉查找树、二叉排序树,特点就是左子树上所有节点的键值都小于根节点的键值,右子树所有节点的键值都大于根节点的键值)存储的,使用中序遍历可将键值按照从小到大遍历出来。
unordered_map: unordered_map内部实现了一个哈希表(也叫散列表,通过把关键码值映射到Hash表中一个位置来访问记录,查找的时间复杂度可达到O(1),其在海量数据处理中有着广泛应用)。因此,其元素的排列顺序是无序的。哈希表详细介绍

优缺点以及适用处
map:

优点:

有序性,这是map结构最大的优点,其元素的有序性在很多应用中都会简化很多的操作
红黑树,内部实现一个红黑书使得map的很多操作在lgn的时间复杂度下就可以实现,因此效率非常的高
缺点: 空间占用率高,因为map内部实现了红黑树,虽然提高了运行效率,但是因为每一个节点都需要额外保存父节点、孩子节点和红/黑性质,使得每一个节点都占用大量的空间

适用处:对于那些有顺序要求的问题,用map会更高效一些

unordered_map:

优点: 因为内部实现了哈希表,因此其查找速度非常的快
缺点: 哈希表的建立比较耗费时间
适用处:对于查找问题,unordered_map会更加高效一些,因此遇到查找问题,常会考虑一下用unordered_map
总结:

内存占有率的问题就转化成红黑树 VS hash表 , 还是unorder_map占用的内存要高。
但是unordered_map执行效率要比map高很多
对于unordered_map或unordered_set容器,其遍历顺序与创建该容器时输入的顺序不一定相同,因为遍历是按照哈希表从前往后依次遍历的
map和unordered_map的使用
unordered_map的用法和map是一样的,提供了 insert,size,count等操作,并且里面的元素也是以pair类型来存贮的。其底层实现是完全不同的,上方已经解释了,但是就外部使用来说却是一致的。

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