LeetCode算法题-Design HashMap（Java实现）

这是悦乐书的第299次更新，第318篇原创

01 看题和准备

今天介绍的是LeetCode算法题中Easy级别的第167题（顺位题号是706）。在不使用任何内置哈希表库的情况下设计HashMap。具体而言，你的设计应包括以下功能：

put（key，value）：将一个（key，value）对插入HashMap。如果该值已存在于HashMap中，请更新该值。

get（key）：返回指定键映射到的值，如果此映射不包含键的映射，则返回-1。

remove（key）：如果此映射包含键的映射，则删除值键的映射。


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）; //更新现有值

hashMap.get（2）; //返回1

hashMap.remove（2）; //删除2的映射

hashMap.get（2）; //返回-1（未找到）


注意：

• 所有key和value都将在[0,1000000]范围内。

• 操作次数将在[1,10000]范围内。

• 请不要使用内置的HashMap库。

本次解题使用的开发工具是eclipse，jdk使用的版本是1.8，环境是win7 64位系统，使用Java语言编写和测试。

02 第一种解法

为了实现键值对的效果，内层使用了二维数组，外层使用ArrayList。其中二维数组是一个一行两列的结构，第一行第一列存储key的值，第一行第二列存储value的值。另外，我们还需要单独写一个contains方法，来判断当前的key是否存在于HashMap中。

put方法的时间复杂度为O(n)，get方法的时间复杂度为O(n)，remove的时间复杂度为O(n)，contains方法的时间复杂度为O(n)。

class MyHashMap {

    List list;
    /** Initialize your data structure here. */
    public MyHashMap() {
        list = new ArrayList();
    }

    /** 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

03 第二种解法

我们也可以使用一个小track，依旧使用数组，但是变成了一维数组，因为题目给定了key和value的范围，所以数组的容量为其最大范围加1。因为最小值可以为0，而数组默认值是0，避免误判，将数组的初始值全部赋值为-1。

put方法的时间复杂度为O(1)，get方法的时间复杂度为O(1)，remove的时间复杂度为O(1)，但是空间复杂度较高。

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 第三种解法

使用单链表，此解法是参考至讨论区。传送门：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 小结

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