leetcode:706. 设计哈希映射

题目

不使用任何内建的哈希表库设计一个哈希映射(HashMap)。
实现 MyHashMap 类:

  • MyHashMap() 用空映射初始化对象
  • void put(int key, int value) 向 HashMap 插入一个键值对 (key, value) 。如果 key 已经存在于映射中,则更新其对应的值 value
  • int get(int key) 返回特定的 key 所映射的 value ;如果映射中不包含 key 的映射,返回 -1
  • void remove(key) 如果映射中存在 key 的映射,则移除 key 和它所对应的 value

示例:

  1. 输入:
  2. ["MyHashMap", "put", "put", "get", "get", "put", "get", "remove", "get"]
  3. [[], [1, 1], [2, 2], [1], [3], [2, 1], [2], [2], [2]]
  4. 输出:
  5. [null, null, null, 1, -1, null, 1, null, -1]
  6. 解释:
  7. MyHashMap myHashMap = new MyHashMap();
  8. myHashMap.put(1, 1); // myHashMap 现在为 [[1,1]]
  9. myHashMap.put(2, 2); // myHashMap 现在为 [[1,1], [2,2]]
  10. myHashMap.get(1); // 返回 1 ,myHashMap 现在为 [[1,1], [2,2]]
  11. myHashMap.get(3); // 返回 -1(未找到),myHashMap 现在为 [[1,1], [2,2]]
  12. myHashMap.put(2, 1); // myHashMap 现在为 [[1,1], [2,1]](更新已有的值)
  13. myHashMap.get(2); // 返回 1 ,myHashMap 现在为 [[1,1], [2,1]]
  14. myHashMap.remove(2); // 删除键为 2 的数据,myHashMap 现在为 [[1,1]]
  15. myHashMap.get(2); // 返回 -1(未找到),myHashMap 现在为 [[1,1]]

解答 & 代码

拉链法解决哈希冲突:

  1. 采用整数除法作为哈希函数,为尽可能避免冲突,哈希表的长度应当取一个质数,这里设 **len=769**
  2. 对于哈希表的每一位,采用拉链的形式,解决哈希冲突。理论上拉链应该用链表实现,才能实现 O(1) 时间复杂度的删除。但这里的实现为了方便,采用了数组代替链表,并且参考[中等] 380. O(1) 时间插入、删除和获取随机元素的删除方式,将要删除的元素和数组最末端交换位置,再删除数组最后一个元素 ```cpp class MyHashMap { private: vector>> data; int len = 769; // 哈希表的长度,取质数 public: MyHashMap() {

    1. data.resize(len);

    }

    // 插入 void put(int key, int value) {

    1. int hashKey = key % len; // 在哈希表中的下标
    2. for(int i = 0; i < data[hashKey].size(); ++i)
    3. {
    4. // 如果 key 已在哈希表中,则更新对应的 value
    5. if(data[hashKey][i].first == key)
    6. {
    7. data[hashKey][i].second = value;
    8. return;
    9. }
    10. }
    11. // key 不在哈希表中,则插入
    12. data[hashKey].push_back(make_pair(key, value));

    }

    // 返回 key 对应的 value int get(int key) {

    1. int hashKey = key % len;
    2. for(int i = 0; i < data[hashKey].size(); ++i)
    3. {
    4. // 如果 key 存在哈希表中,则返回对应的 value
    5. if(data[hashKey][i].first == key)
    6. return data[hashKey][i].second;
    7. }
    8. // key 不在哈希表中,则返回 -1
    9. return -1;

    }

    // 移除 void remove(int key) {

    1. int hashKey = key % len;
    2. for(int i = 0; i < data[hashKey].size(); ++i)
    3. {
    4. // 如果 key 存在哈希表中,则删除
    5. // 为了实现数组 O(1) 时间复杂度的删除,将该元素和数组尾部元素交换,在删除数组尾部元素
    6. // 避免删除当前元素后,数组后面元素的移动带来的时间开销
    7. if(data[hashKey][i].first == key)
    8. {
    9. data[hashKey][i] = data[hashKey].back();
    10. data[hashKey].pop_back();
    11. return;
    12. }
    13. }

    } };

/**

  • Your MyHashMap object will be instantiated and called as such:
  • MyHashMap* obj = new MyHashMap();
  • obj->put(key,value);
  • int param_2 = obj->get(key);
  • obj->remove(key); */ ``` 复杂度分析:设哈希表中元素数量为 n,哈希表长为 m
  • 时间复杂度 O(n/m):设哈希值是均匀分布的,则每个拉链的长度为 n/b,插入、查找、删除都要遍历一条拉链
  • 空间复杂度 O(n):

执行结果:

  1. 执行结果:通过
  2. 执行用时:96 ms, 在所有 C++ 提交中击败了 91.72% 的用户
  3. 内存消耗:50.7 MB, 在所有 C++ 提交中击败了 88.23% 的用户