哈希表基础知识

哈希表是一种数据结构，也叫散列表。哈希表中存储的是键值对，即(key，value)，根据key直接查找到对应value，也能快速查找key是否在哈希表中，时间复杂度是O(1)。理解：可以把数组看作是哈希表，把数组下标index看作是key，对应下标中存储的是value，通过key查找元素的时候，就像是通过下标index访问数组，直接定位array[index]。
哈希表查找元素时，将key通过哈希函数（hashfunction）后映射为索引，通过该索引找到对应存储的value。

242. 有效的字母异位词

242. 有效的字母异位词
题目描述：【其实我没懂为什么这道题会跟哈希表扯上关系】在这里插入图片描述
理解题意：重点是“什么是字母异位词？”——实际上就是两个单词（字符串）中的字母及其出现的次数都一样，但是出现的顺序不一样。
理解题意后，解题思路就很清晰了，分别遍历s和t，统计其中出现的各个字符及其次数，最后对比这些字符及次数是否完全相等。因为题目中提到都是小写字母，因此用一个长度为26（只有26个小写英文字母），初始化全为0的数组count来记录字符串中各字母出现的次数。在遍历s的时候，对count[s[i]-‘a’]++，表示s中出现的各个字母及其次数；在遍历t的时候，对count[t[i]-‘a’]- -，表示t中出现的各个字母，及能否抵消掉s中该字母出现的次数；【注意直接用s[i]-'a’表示26个字母数组的下标是一种常用操作】最后遍历count数组，如果全为0，表示s和t是字母异位词，如果count中存在不为0的元素，就表示t不完全包括s中需要的字母（或s中不完全包括t中需要的字母）。
代码如下（C++）：

class Solution {
public:
    bool isAnagram(string s, string t) {
    	//如果两者长度不一样，肯定不是字母异位词
        if(s.size() != t.size())
            return false;
        //统计各字母出现的次数
        int count[26] = {0};
        //遍历s，统计其中出现的字母及其次数
        for(int i = 0; i < s.size(); i++){
            count[s[i] - 'a']++;
        }
        //遍历t
        for(int i = 0; i < t.size(); i++){
            count[t[i] - 'a']--;
        }
        for(int i = 0; i < 26; i++){
        	//如果有不为0的元素，表示在该字母上，s和t出现的次数不一样
            if(count[i] != 0) 
                return false;
        }
        return true;
    }
};

383. 赎金信

383. 赎金信
题目内容：在这里插入图片描述
ransomNote和magazine都由英文小写字母组成。理解题意，实际和上一题，字母异位词差不多，只是在字母异位词中，两个字符串中出现的字母及其次数必须完全一样，在这道题中，用magazine来组成ransomNote【提到magazine中每个字符只能在ransomNote中用一次，是比如ransomNote中有2个a，那么magazine中至少得有2个a才能满足要求】，实际上是要求ransomNote中需要的字母在magazine中都存在，并且magazine中这些字母的次数>ransomNote中出现的次数。
实现过程同样是用count[26]数组来记录出现字母及其次数。先遍历ransomNote，对count[ransomNote[i]-‘a’]- -，表示ransomNote对该字母的需求量；再遍历magazine，对count[magazine[i]-‘a’]++，表示magazine对该字母的提供量；最后如果count中存在<0的元素，说明ransomNote中该字母的需求，magazine不能满足，不能满足题意，返回false。【相反>=0，都是能够满足的】
代码实现（C++）：

class Solution {
public:
    bool canConstruct(string ransomNote, string magazine) {
    	//如果magazine中总的字符数小于ransomNote，直接返回false
        if(magazine.size() < ransomNote.size())
            return false;
        int count[26] = {0};
        //统计ransomNote中各字母的需求量
        for(int i = 0; i < ransomNote.size(); i++){
            count[ransomNote[i]-'a']--;
        }
        //统计magazine中各字母的提供量
        for(int i = 0; i < magazine.size(); i++){
            count[magazine[i]-'a']++;
        }
        for(int i = 0; i < 26; i++){
        	//如果有<0的说明magazine中该字母的提供量不能满足ransomNote中的需求量
            if(count[i] < 0)
                return false;
        }
        return true;
    }
};

49. 字母异位词分组

49. 字母异位词分组
题目内容：在这里插入图片描述
题目的关键点：①如何判断是字母异位词？方法Ⅰ. 字母异位词中出现的字母及其次数完全相同；方法Ⅱ. 字母异位词将字符串按照字母升序排序后是一样的；②如何对字母异位词分组？方法：哈希表，一组字母异位词key相同，字符串存到value中（很多个字符串怎么存，value用数组，比如vector）； ③如何构造哈希表？按照问题①的解决方案（两种对应最终的两种办法），将字符串变成键key，如果是字母异位词那么key是一样的，存到对应的value数组中，即可实现分组。
本题以及哈希表相关题目最最最关键的是，找到是要对什么构造哈希表，什么是key，什么是value。
两种代码分别如下（C++）：

class Solution {
public:
	//方法Ⅰ，把字符串按照字母升序排序得到键key，构造哈希表
    vector<vector<string>> groupAnagrams(vector<string>& strs) {
        unordered_map<string, vector<string>> ans_map; //注意key对应的value是字母异位词构成的vector
        vector<vector<string>> ans;
        //遍历每一个字符串
        for(string& str_i : strs){
            string key = str_i;
            //使用字符串排序后的结果作为key
            sort(key.begin(), key.end());
            //将字符串加入到对应的key的value vactor中
            ans_map[key].emplace_back(str_i);
        }
        //取哈希表每个key对应的value（字母异位词分组）
        for(auto& ans_i : ans_map){
            ans.emplace_back(ans_i.second);
        }
        return ans;
    }
};

class Solution {
public:
    vector<vector<string>> groupAnagrams(vector<string>& strs) {
        unordered_map<string, vector<string>> ans_map;
        vector<vector<string>> ans;
        //方法Ⅱ，把字符串中各个字母出现的次数构成key【比如aabccc，key是"213000……000"】
        for(string& str_i : strs){
            string key = string(26, '0');
            for(auto char_i : str_i)
                key[char_i-'a']++;
            //将字符串加入到对应的key的value vector中
            ans_map[key].emplace_back(str_i);
        }
        for(auto& ans_i : ans_map){
            ans.emplace_back(ans_i.second);
        }
        return ans;
    }
};

438. 找到字符串中所有字母异位词

438. 找到字符串中所有字母异位词
题目内容：【我不知道为什么一定要扯上滑动窗口，这道题不就是遍历s中所有和p长度一样的子串并判断嘛？？？】
在这里插入图片描述
理解题意，同样是判断字母异位词；遍历s中所有长度为p.len的子串，然后判断是不是p的字母异位词。怎么遍历子串呢？有一个start一个end，start=0，然后依次移动，end也是；子串移动的过程中，子串的字母及次数数组，对start的- -，对end的++。
代码如下（C++）：

class Solution {
public:
    vector<int> findAnagrams(string s, string p) {
        vector<int> ans;
        int s_len = s.size(), p_len = p.size();
        //如果s比p短，直接返回空结果
        if(s_len < p_len) return ans; 
        //统计子串和p中字母及其次数        
        vector<int> subCount(26,0), pCount(26,0);
        for(int i = 0; i < p_len; i++){
            subCount[s[i]-'a']++;
            pCount[p[i]-'a']++;
        }
        //对于第一个子串，先判断
        if(pCount == subCount)   ans.emplace_back(0);
        for(int start = 0; start < s_len - p_len; start++ ){
        	//移动到下一个子串            
            subCount[s[start] - 'a']--; //start对应字母次数--
            subCount[s[start + p_len] - 'a']++;  //end对应字母次数++（没有用额外的变量end表示，直接用start+p_len
			//判断新子串和p是否是字母异位词
            if(subCount == pCount){
                ans.emplace_back(start + 1);
            }         
        }
        return ans;
    }
};