LeetCode演算法題-Design HashMap（Java實現）
這是悅樂書的第299 次更新，第318 篇原創
01 看題和準備
今天介紹的是LeetCode演算法題中Easy級別的第167題（順位題號是706）。在不使用任何內建雜湊表庫的情況下設計HashMap。具體而言，你的設計應包括以下功能：
put（key，value）：將一個（key，value）對插入HashMap。如果該值已存在於HashMap中，請更新該值。
get（key）：返回指定鍵對映到的值，如果此對映不包含鍵的對映，則返回-1。
remove（key）：如果此對映包含鍵的對映，則刪除值鍵的對映。
例如：
MyHashMap hashMap = new MyHashMap（）;
hashMap.put（1,1）;
hashMap.put（2,2）;
hashMap.get（1）; //返回1
hashMap.get（3）; //返回-1（未找到）
hashMap.put（2,1）; //更新現有值
hashMap.get（2）; //返回1
hashMap.remove（2）; //刪除2的對映
hashMap.get（2）; //返回-1（未找到）
注意：
-
所有key和value都將在[0,1000000]範圍內。
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操作次數將在[1,10000]範圍內。
-
請不要使用內建的HashMap庫。
本次解題使用的開發工具是eclipse，jdk使用的版本是1.8，環境是win7 64位系統，使用Java語言編寫和測試。
02 第一種解法
為了實現鍵值對的效果，內層使用了二維陣列，外層使用ArrayList。其中二維陣列是一個一行兩列的結構，第一行第一列儲存key的值，第一行第二列儲存value的值。另外，我們還需要單獨寫一個contains方法，來判斷當前的key是否存在於HashMap中。
put方法的時間複雜度為O(n)，get方法的時間複雜度為O(n)，remove的時間複雜度為O(n)，contains方法的時間複雜度為O(n)。
class MyHashMap {
List<int[][]> list;
/** Initialize your data structure here. */
public MyHashMap() {
list = new ArrayList<int[][]>();
}
/** value will always be non-negative. */
public void put(int key, int value) {
if (contains(key)) {
for (int[][] arr : list) {
if (arr != null && arr[0][0] == key) {
arr[0][1] = value;
break;
}
}
} else {
list.add(new int[][]{{key, value}});
}
}
public boolean contains(int key){
for (int[][] arr : list) {
if (arr != null && arr[0][0] == key) {
return true;
}
}
return false;
}
/** Returns the value to which the specified key is mapped, or -1 if this map contains no mapping for the key */
public int get(int key) {
for (int[][] arr : list) {
if (arr != null && arr[0][0] == key) {
return arr[0][1];
}
}
return -1;
}
/** Removes the mapping of the specified value key if this map contains a mapping for the key */
public void remove(int key) {
if (contains(key)) {
for (int i=0; i<list.size(); i++) {
if (list.get(i)[0][0] == key) {
list.remove(i);
break;
}
}
}
}
}
/**
* 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);
*/
03 第二種解法
我們也可以使用一個小track，依舊使用陣列，但是變成了一維陣列，因為題目給定了key和value的範圍，所以陣列的容量為其最大範圍加1。因為最小值可以為0，而陣列預設值是0，避免誤判，將陣列的初始值全部賦值為-1。
put方法的時間複雜度為O(1)，get方法的時間複雜度為O(1)，remove的時間複雜度為O(1)，但是空間複雜度較高。
class MyHashMap {
int[] arr;
/** Initialize your data structure here. */
public MyHashMap() {
arr = new int[1000001];
Arrays.fill(arr, -1);
}
/** value will always be non-negative. */
public void put(int key, int value) {
arr[key] = value;
}
/** Returns the value to which the specified key is mapped, or -1 if this map contains no mapping for the key */
public int get(int key) {
return arr[key];
}
/** Removes the mapping of the specified value key if this map contains a mapping for the key */
public void remove(int key) {
arr[key] = -1;
}
}
/**
* 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);
*/
04 第三種解法
使用單鏈表，此解法是參考至討論區。傳送門：https://leetcode.com/problems/design-hashmap/discuss/227081/Java-Solutions
class MyHashMap {
/** Initialize your data structure here. */
ListNode[] nodes;
public MyHashMap() {
nodes = new ListNode[10000];
}
/** value will always be non-negative. */
public void put(int key, int value) {
int idx = key%10000;
if(nodes[idx]==null){
nodes[idx] = new ListNode(-1,-1);
nodes[idx].next = new ListNode(key,value);
}else{
ListNode pre = find(nodes[idx], key);
if(pre.next == null){
pre.next = new ListNode(key, value);
}else{
pre.next.value = value;
}
}
}
/** Returns the value to which the specified key is mapped, or -1 if this map contains no mapping for the key */
public int get(int key) {
int idx = key%10000;
if(nodes[idx] == null) return -1;
else{
ListNode pre = find(nodes[idx], key);
if(pre.next == null) return -1;
else return pre.next.value;
}
}
public ListNode find(ListNode root, int key){
ListNode pre = null;
ListNode cur = root;
while(cur!=null && cur.key != key){
pre = cur;
cur = cur.next;
}
return pre;
}
/** Removes the mapping of the specified value key if this map contains a mapping for the key */
public void remove(int key) {
int idx = key%10000;
if(nodes[idx] == null) return;
else{
ListNode pre = find(nodes[idx], key);
if(pre.next == null) return;
else{
pre.next = pre.next.next;
}
}
}
class ListNode{
int key;
int value;
ListNode next;
ListNode(int key, int value){
this.key = key;
this.value = value;
}
}
}
/**
* 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);
*/
05 小結
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