1. 基本用法

  1. unordered_map<string,double> myrecipe, mypantry = {{"milk",2.0},{"flour",1.5}};
  2. /*================常用操作===================*/
  3. find       通过给定主键查找元素,没找到:返回unordered_map::end
  4. count      返回匹配给定主键的元素的个数
  5. /****************插入*****************/
  6. pair<string,double> myshopping ("baking powder",0.3);
  7. myrecipe.insert (myshopping); // 复制插入
  8. myrecipe.insert (make_pair<string,double>("eggs",6.0)); // 移动插入
  9. myrecipe.insert (mypantry.begin(), mypantry.end()); // 范围插入
  10. myrecipe.insert ({{"sugar",0.8},{"salt",0.1}}); // 初始化数组插入(可以用二维一次插入多个元素,也可以用一维插入一个元素)
  11. myrecipe["coffee"] = 10.0; //数组形式插入
  12. /****************查找*****************/
  13. unordered_map<string,double>::const_iterator got = myrecipe.find ("coffee");
  14. if ( got == myrecipe.end() )
  15. cout << "not found";
  16. else
  17. cout << "found "<<got->first << " is " << got->second<<"\n\n";
  18. /****************修改*****************/
  19. myrecipe.at("coffee") = 9.0;
  20. myrecipe["milk"] = 3.0;
  21. display(myrecipe,"After modify myrecipe contains:");
  22. /****************擦除*****************/
  23. myrecipe.erase(myrecipe.begin()); //通过位置
  24. myrecipe.erase("milk"); //通过key
  25. /****************交换*****************/
  26. myrecipe.swap(mypantry);
  27. /****************清空*****************/
  28. myrecipe.clear();
  29. /************begin和end迭代器***************/
  30. cout << "mymap contains:";
  31. for ( auto it = mymap.begin(); it != mymap.end(); ++it )
  32. cout << " " << it->first << ":" << it->second;
  33. cout << endl;

2. 应用

2.1取模—— 能被K整除的子数组

  1. 题目:
  2. 给定一个整数数组 A
  3. 返回其中元素之和可被 K 整除的(连续、非空)子数组的数目。
  4. 示例:
  5. 输入:A = [4,5,0,-2,-3,1], K = 5
  6. 输出:7
  7. 解释:
  8. 7 个子数组满足其元素之和可被 K = 5 整除:
  9. [4, 5, 0, -2, -3, 1], [5], [5, 0], [5, 0, -2, -3], [0], [0, -2, -3], [-2, -3]
  10. class Solution {
  11. public:
  12. // j...i需满足pre[i] % K == pre[j-1] % K
  13. // 用哈希表存储“模K值”(pre[]%K)的个数
  14. int subarraysDivByK(vector<int>& A, int K) {
  15. unordered_map<int, int> mod_map;
  16. mod_map[0] = 1;
  17. int sum = 0, mod ,res = 0;
  18. for(int i=0;i<A.size();i++){
  19. sum += A[i];
  20. mod = (sum % K + K) % K;
  21. if(mod_map[mod]) res += mod_map[mod];
  22. mod_map[mod]++;
  23. }
  24. return res;
  25. }
  26. };

2.2前缀和—— 和为K的子数组

  1. 题目:
  2. 给定一个整数数组和一个整数 k
  3. 你需要找到该数组中和为 k 的连续的子数组的个数。
  4. 示例 1 :
  5. 输入:nums = [1,1,1], k = 2
  6. 输出: 2 , [1,1] [1,1] 为两种不同的情况。
  7. class Solution {
  8. public:
  9. //核心算法:j...i需要满足pre[i] - pre[j-1] = K
  10. //通过哈希表来记录“前缀和(pre[])的值”的“出现次数”
  11. int subarraySum(vector<int>& nums, int k) {
  12. unordered_map<int, int> umap;
  13. vector<int> pre(nums.size()+1,0);
  14. umap[0] = 1;
  15. int sum = 0, res = 0, target;
  16. for(int i=1;i<=nums.size();i++ ){
  17. pre[i] = pre[i-1] + nums[i-1];
  18. target = pre[i] - k;
  19. if(umap[target]) res+= umap[target];
  20. umap[pre[i]]++;
  21. }
  22. return res;
  23. }
  24. };

2.3 哈希表&链表——LRU表

运用你所掌握的数据结构,设计和实现一个 LRU (最近最少使用) 缓存机制 。
实现 LRUCache 类:

LRUCache(int capacity) 以正整数作为容量 capacity 初始化 LRU 缓存
int get(int key) 如果关键字 key 存在于缓存中,则返回关键字的值,否则返回 -1 。
void put(int key, int value) 如果关键字已经存在,则变更其数据值;如果关键字不存在,则插入该组「关键字-值」。当缓存容量达到上限时,它应该在写入新数据之前删除最久未使用的数据值,从而为新的数据值留出空间。

进阶:你是否可以在 O(1) 时间复杂度内完成这两种操作?

  1. struct DLinkedNode {
  2. int key, value;
  3. DLinkedNode* prev;
  4. DLinkedNode* next;
  5. DLinkedNode(): key(0), value(0), prev(nullptr), next(nullptr) {}
  6. DLinkedNode(int _key, int _value): key(_key), value(_value), prev(nullptr), next(nullptr) {}
  7. };
  8. // 设计思想: 双向链表用来实现LRU,包括(key,value),
  9. // 为了O(1)时间根据key找到节点位置,使用哈希表映射key和节点指针
  10. class LRUCache {
  11. private:
  12. unordered_map<int, DLinkedNode*> cache;
  13. DLinkedNode* head;
  14. DLinkedNode* tail;
  15. int size;
  16. int capacity;
  17. public:
  18. LRUCache(int _capacity): capacity(_capacity), size(0) {
  19. // 使用伪头部和伪尾部节点
  20. head = new DLinkedNode();
  21. tail = new DLinkedNode();
  22. head->next = tail;
  23. tail->prev = head;
  24. }
  25. int get(int key) {
  26. if (!cache.count(key)) {
  27. return -1;
  28. }
  29. // 如果 key 存在,先通过哈希表定位,再移到头部
  30. DLinkedNode* node = cache[key];
  31. moveToHead(node);
  32. return node->value;
  33. }
  34. void put(int key, int value) {
  35. if (!cache.count(key)) {
  36. // 如果 key 不存在,创建一个新的节点
  37. DLinkedNode* node = new DLinkedNode(key, value);
  38. // 添加进哈希表
  39. cache[key] = node;
  40. // 添加至双向链表的头部
  41. addToHead(node);
  42. ++size;
  43. if (size > capacity) {
  44. // 如果超出容量,删除双向链表的尾部节点
  45. DLinkedNode* removed = removeTail();
  46. // 删除哈希表中对应的项
  47. cache.erase(removed->key);
  48. // 防止内存泄漏
  49. delete removed;
  50. --size;
  51. }
  52. }
  53. else {
  54. // 如果 key 存在,先通过哈希表定位,再修改 value,并移到头部
  55. DLinkedNode* node = cache[key];
  56. node->value = value;
  57. moveToHead(node);
  58. }
  59. }
  60. void addToHead(DLinkedNode* node) {
  61. node->prev = head;
  62. node->next = head->next;
  63. head->next->prev = node;
  64. head->next = node;
  65. }
  66. void removeNode(DLinkedNode* node) {
  67. node->prev->next = node->next;
  68. node->next->prev = node->prev;
  69. }
  70. void moveToHead(DLinkedNode* node) {
  71. removeNode(node);
  72. addToHead(node);
  73. }
  74. DLinkedNode* removeTail() {
  75. DLinkedNode* node = tail->prev;
  76. removeNode(node);
  77. return node;
  78. }
  79. };

2.4. 最长连续特征

  1. 题目:
  2. 小明是一名算法工程师,同时也是一名铲屎官。某天,他突发奇想,想从猫咪的视频里挖掘一些猫咪的运动信息。为了提取运动信息,他需要从视频的每一帧提取“猫咪特征”。一个猫咪特征是一个两维的vector<x, y>。如果x_1=x_2 and y_1=y_2,那么这俩是同一个特征。
  3. 因此,如果喵咪特征连续一致,可以认为喵咪在运动。也就是说,如果特征<a, b>在持续帧里出现,那么它将构成特征运动。比如,特征<a, b>在第2/3/4/7/8帧出现,那么该特征将形成两个特征运动2-3-4 7-8
  4. 现在,给定每一帧的特征,特征的数量可能不一样。小明期望能找到最长的特征运动。
  5. 输入描述:
  6. 第一行包含一个正整数N,代表测试用例的个数。
  7. 每个测试用例的第一行包含一个正整数M,代表视频的帧数。
  8. 接下来的M行,每行代表一帧。其中,第一个数字是该帧的特征个数,接下来的数字是在特征的取值;比如样例输入第三行里,2代表该帧有两个猫咪特征,<11>和<22>
  9. 所有用例的输入特征总数和<100000
  10. N满足1N100000M满足1M10000,一帧的特征个数满足 10000
  11. 特征取值均为非负整数。
  12. 输出描述:
  13. 对每一个测试用例,输出特征运动的长度作为一行
  14. 示例1
  15. 输入:
  16. 1
  17. 8
  18. 2 1 1 2 2
  19. 2 1 1 1 4
  20. 2 1 1 2 2
  21. 2 2 2 1 4
  22. 0
  23. 0
  24. 1 1 1
  25. 1 1 1
  26. 输出:3

算法思想:用两个前后哈希表来更新特征连续出现次数

  1. #include <iostream>
  2. #include <map>
  3. using namespace std;
  4. int main(void)
  5. {
  6. int num;
  7. int count = 0;
  8. pair<int,int> xy;
  9. map<pair<int,int>,int> Frame;
  10. map<pair<int,int>,int> PreFrame;
  11. cin>>num;
  12. while(num--)
  13. {
  14. int n;
  15. cin>>n;
  16. while(n--)
  17. {
  18. int m;
  19. cin>>m;
  20. for(int i=0;i<m;i++)
  21. {
  22. cin>>xy.first;
  23. cin>>xy.second;
  24. if(PreFrame[xy] >= 1)
  25. {
  26. Frame[xy]= PreFrame[xy] + 1;;
  27. }
  28. else{
  29. Frame[xy] = 1;
  30. }
  31. if(Frame[xy]>count)
  32. count = Frame[xy];
  33. }
  34. PreFrame.swap(Frame);
  35. Frame.clear();
  36. }
  37. cout<<count<<endl;
  38. }
  39. }