使用哈希表（Map）解决“只出现一次的数字 II”问题

使用哈希表（Map）解决"只出现一次的数字 II"问题

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在 JavaScript 中， Map 是一种键值对存储结构，与普通对象不同，它的键可以是任意类型（对象、函数、基本类型等），并且会严格维护插入顺序。以下是对 map.set() 、 map.entries() 等核心方法的详细讲解：

map数据结构

1. map.set(key, value)

作用：向 Map 中添加或更新一个键值对。
参数：
key : 键（可以是任意类型，如数字、字符串、对象等）。
value : 值（任意类型）。
返回值 ： Map 对象本身（支持链式调用）。
示例：

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const map = new Map();
map.set("name", "Alice");  // 添加键值对 "name" => "Alice"
map.set(42, "Answer");     // 添加键值对 42 => "Answer"
map.set({ id: 1 }, true);  // 对象作为键
 
// 更新已有键的值
map.set("name", "Bob");    // 修改 "name" 对应的值为 "Bob"

2. map.entries()

作用：返回一个包含所有键值对的迭代器（Iterator），每个键值对以 [key, value] 数组形式表示。
返回值 ：迭代器对象，可以通过 for...of 循环遍历，或转换为数组。

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const map = new Map();
map.set("a", 1).set("b", 2);
 
// 使用 for...of 遍历
for (const [key, value] of map.entries()) {
  console.log(key, value); // 输出 "a 1", "b 2"
}
 
// 转换为数组
const entriesArray = Array.from(map.entries());
console.log(entriesArray); // 输出 [["a", 1], ["b", 2]]

3. 其他常用 Map 方法

map.get(key)

获取键对应的值，若键不存在返回 undefined 。

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map.get("a"); // 返回 1
map.get("c"); // 返回 undefined

map.has(key)

检查键是否存在，返回布尔值。

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map.has("a"); // true

map.delete(key)

删除指定键的键值对，成功返回 true ，失败返回 false 。

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map.delete("a"); // true

map.size

属性，返回 Map 中键值对的数量。

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console.log(map.size); // 1（假设删除了 "a"）

使用哈希表（Map）解决"只出现一次的数字 II"问题

题目描述

给定一个整数数组 nums ，其中恰好有一个元素仅出现一次，其余每个元素都恰好出现三次。要求找出那个只出现一次的元素。

解题思路

哈希表统计法

我们可以通过统计每个数字的出现次数来解决问题。由于目标元素只出现一次，其余元素出现三次，只需遍历数组记录频率，最后找到频率为1的元素即可。

哈希表（Map）的优势

快速查找与插入 ：Map 允许以 O(1) 的平均时间复杂度进行键的查找和插入，适合快速统计频率。
清晰记录状态 ：键值对结构直观记录每个数字的出现次数，便于后续遍历查找目标。

代码解析

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var singleNumber = function (nums) {
  let map = new Map();
  // 第一次遍历：统计数字频率
  for (let num of nums) {
    if (map.has(num)) {
      map.set(num, map.get(num) + 1);
    } else {
      map.set(num, 1);
    }
  }
  // 第二次遍历：查找频率为1的键
  for (let [key, value] of map.entries()) {
    if (value === 1) {
      return key;
    }
  }
};

步骤详解

初始化哈希表

创建一个 Map 对象 map ，用于存储数字及其出现次数。
统计频率

遍历数组 nums ：

若当前数字 num 已存在于 map 中，将对应值加1。
若不存在，则添加键值对 (num, 1) 。

查找目标元素
遍历 map 的所有键值对，返回值为1的键，即只出现一次的元素。

示例演示

以输入 nums = [2, 2, 3, 2] 为例：

遍历结束后， map 内容为 {2 => 3, 3 => 1} 。
第二次遍历时，发现键 3 的值为1，返回结果 3 。

复杂度分析

时间复杂度 ：O(n)。两次独立遍历数组和哈希表，总体时间复杂度为线性。
空间复杂度 ：O(n)。哈希表最多存储 n/3 + 1 个键值对，空间与输入规模成正比。

总结与拓展

本文使用哈希表法直观解决了问题，该方法具有通用性，可扩展至其他出现次数不同的场景（如找出出现两次的元素）。若追求空间效率优化，可采用位运算方法，但实现较为复杂。哈希表法在时间与代码可读性之间取得了良好平衡，是解决此类问题的经典思路。