力扣706：设计哈希映射

news2024/11/15 13:30:36

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：

输入：
["MyHashMap", "put", "put", "get", "get", "put", "get", "remove", "get"]
[[], [1, 1], [2, 2], [1], [3], [2, 1], [2], [2], [2]]
输出：
[null, null, null, 1, -1, null, 1, null, -1]

解释：
MyHashMap myHashMap = new MyHashMap();
myHashMap.put(1, 1); // myHashMap 现在为 [[1,1]]
myHashMap.put(2, 2); // myHashMap 现在为 [[1,1], [2,2]]
myHashMap.get(1);    // 返回 1 ，myHashMap 现在为 [[1,1], [2,2]]
myHashMap.get(3);    // 返回 -1（未找到），myHashMap 现在为 [[1,1], [2,2]]
myHashMap.put(2, 1); // myHashMap 现在为 [[1,1], [2,1]]（更新已有的值）
myHashMap.get(2);    // 返回 1 ，myHashMap 现在为 [[1,1], [2,1]]
myHashMap.remove(2); // 删除键为 2 的数据，myHashMap 现在为 [[1,1]]
myHashMap.get(2);    // 返回 -1（未找到），myHashMap 现在为 [[1,1]]

提示：

0 <= key, value <= 106
最多调用 104 次 put、get 和 remove 方法

思路：

哈希函数：能够将集合中任意可能的元素映射到一个固定范围的整数值，并将该元素存储到整数值对应的地址上。
冲突处理：由于不同元素可能映射到相同的整数值，因此需要在整数值出现“冲突”时，进行冲突处理。以下代码使用的解决冲突处理的方法是链地址法。

链地址法：为每个哈希值维护一个链表，并将具有相同哈希值的元素都放入这一链表当中。

设哈希表的大小为HSIZE，则可以设计一个简单的哈希函数计算哈希值x，x=key%HSIZE。

我们开辟一个大小为 HSIZE的数组，数组的每个位置是一个链表。当计算出哈希值之后，就插入到对应位置的链表当中。

由于我们使用整数除法作为哈希函数，为了尽可能避免冲突，应当将HSIZE 取为一个质数。

代码：

typedef struct List
{
    int key;
    int val;
    struct List* next;
}List;

void Insret(List* l1,int key,int val)
{
    if(l1==NULL)
        return;
    List* p=(List*)malloc(sizeof(List));
    p->key=key;
    p->val=val;
    p->next=l1->next;
    l1->next=p;
}

void Delete(List* l1,int key)
{
    if(l1==NULL)
        return;
    struct List* p=l1;
    struct List* q=p->next;
    for(;p->next!=NULL;p=p->next)
    {
       if(p->next->key==key)
       {
           q=p->next;
           p->next=q->next;
           free(q);
           break;//不加的话会有崩溃的风险
       } 
    }
}

List* Search(List* l1,int key)
{
    if(l1==NULL)
        return NULL;
    List* p=l1->next;
    for(;p!=NULL;p=p->next)
    {
        if(p->key==key)
        {
            return p;
        }
    }
    return NULL;
}

void Free(List* l1)
{
    if(l1==NULL)
        return;
    List* p=l1->next;
    while(l1->next!=NULL)
    {
        p=l1->next;
        l1->next=p->next;
        free(p);
    }
}

typedef struct {
    List* data;
} MyHashMap;

#define HSIZE 101

MyHashMap* myHashMapCreate() {
    MyHashMap* myhash=(MyHashMap*)malloc(sizeof(MyHashMap));
    myhash->data=(List*)malloc(sizeof(List)*HSIZE);
    for(int i=0;i<HSIZE;i++)
    {
        myhash->data[i].next=NULL;
    }
    return myhash;
}

void myHashMapPut(MyHashMap* obj, int key, int value) {
    if(obj==NULL)
        return;
    List* p=Search(&(obj->data[key%HSIZE]),key);
    if(p==NULL)
    {
        Insret(&(obj->data[key%HSIZE]),key,value);
    }
    else 
    {
        p->val=value;
    }
}

int myHashMapGet(MyHashMap* obj, int key) {
    if(obj==NULL)
        return -1;
    List* p=Search(&(obj->data[key%HSIZE]),key);
    if(p==NULL)
        return -1;
    else
        return p->val;
}

void myHashMapRemove(MyHashMap* obj, int key) {
    if(obj==NULL)
        return;
    Delete(&(obj->data[key%HSIZE]),key);
}

void myHashMapFree(MyHashMap* obj) {
    if(obj==NULL)
        return;
    for(int i=0;i<HSIZE;i++)
    {
        Free(&(obj->data[i]));
    }
    free(obj->data);
}

/**
 * Your MyHashMap struct will be instantiated and called as such:
 * MyHashMap* obj = myHashMapCreate();
 * myHashMapPut(obj, key, value);
 
 * int param_2 = myHashMapGet(obj, key);
 
 * myHashMapRemove(obj, key);
 
 * myHashMapFree(obj);
*/