Leetcode 题解 - 哈希表1. 两数之和 Leetcode (opens new window)/ 力扣可以先

哈希表使用 O(N) 空间复杂度存储数据，并且以 O(1) 时间复杂度求解问题。

Java 中的 HashSet 用于存储一个集合，可以查找元素是否在集合中。如果元素有穷，并且范围不大，那么可以用一个布尔数组来存储一个元素是否存在。例如对于只有小写字符的元素，就可以用一个长度为 26 的布尔数组来存储一个字符集合，使得空间复杂度降低为 O(1)。

Java 中的 HashMap 主要用于映射关系，从而把两个元素联系起来。HashMap 也可以用来对元素进行计数统计，此时键为元素，值为计数。和 HashSet 类似，如果元素有穷并且范围不大，可以用整型数组来进行统计。在对一个内容进行压缩或者其它转换时，利用 HashMap 可以把原始内容和转换后的内容联系起来。例如在一个简化 url 的系统中 Leetcode (opens new window)，利用 HashMap 就可以存储精简后的 url 到原始 url 的映射，使得不仅可以显示简化的 url，也可以根据简化的 url 得到原始 url 从而定位到正确的资源) 。

1. 两数之和

Leetcode (opens new window)/ 力扣

可以先对数组进行排序，然后使用双指针方法或者二分查找方法。这样做的时间复杂度为 O(NlogN)，空间复杂度为 O(1)。

用 HashMap 存储数组元素和索引的映射，在访问到 nums[i] 时，判断 HashMap 中是否存在 target - nums[i]，如果存在说明 target - nums[i] 所在的索引和 i 就是要找的两个数。该方法的时间复杂度为 O(N)，空间复杂度为 O(N)，使用空间来换取时间。

class Solution {
    // 哈希表
    public int[] twoSum(int[] nums, int target) {
        // 以元素值为 key, 下标为 value
        Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();

        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            if (map.containsKey(target - nums[i])) {
                return new int[]{map.get(target - nums[i]), i};
            }
                
            map.put(nums[i], i);
        }

       return new int[]{}; 
    }
}

2. 判断数组是否含有重复元素

Leetcode (opens new window)/ 力扣

class Solution {
    // 哈希表
    public boolean containsDuplicate(int[] nums) {
        Set<Integer> set = new HashSet<>();

        for (int num : nums) {
            if (set.contains(num)) {
                return true;
            }

            set.add(num);
        }

        return false;
    }
}

3. 最长和谐序列

Leetcode (opens new window)/ 力扣

和谐序列中最大数和最小数之差正好为 1，应该注意的是序列的元素不一定是数组的连续元素。

class Solution {
    public int findLHS(int[] nums) {
        Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
        int result = 0;

        for (int num : nums) {
            map.put(num, map.getOrDefault(num, 0) + 1);
        }

        for (int key : map.keySet()) {
            if (map.containsKey(key + 1)) {
                result = Math.max(result, map.get(key) + map.get(key + 1));
            }
        }

        return result;
    }
}

4. 最长连续序列

Leetcode (opens new window)/ 力扣

要求以 O(N) 的时间复杂度求解。

class Solution {
    public int longestConsecutive(int[] nums) {
        Set<Integer> set = new HashSet<>();

        for (int num : nums) {
            set.add(num);
        }

        int longStack = 0;

        for (int num : set) {
            // 跳过 num - 1，因为 num - 1 已经被计算过了
            if (!set.contains(num - 1)) {
                int currentNum = num;
                int currentStack = 1;

                while (set.contains(currentNum + 1)) {
                    currentNum++;
                    currentStack++;
                }

                longStack = Math.max(longStack, currentStack);
            }
        }

        return longStack;
    }
}