2026.1.20学习笔记

学习1:c++

今日学习了结构体 以及完成一个小项目:通讯录管理系统

结构体

重点一:

结构体指针

**作用:**通过指针访问结构体中的成员

  • 利用操作符 -> 可以通过结构体指针访问结构体属性

重点二:

结构体嵌套结构体

作用: 结构体中的成员可以是另一个结构体

**例如:**每个老师辅导一个学员,一个老师的结构体中,记录一个学生的结构体

示例:

复制代码
//学生结构体定义
struct student
{
	//成员列表
	string name;  //姓名
	int age;      //年龄
	int score;    //分数
};

//教师结构体定义
struct teacher
{
    //成员列表
	int id; //职工编号
	string name;  //教师姓名
	int age;   //教师年龄
	struct student stu; //子结构体 学生
};

结构体做函数参数

**作用:**将结构体作为参数向函数中传递

传递方式有两种:

  • 值传递
  • 地址传递

示例:

复制代码
//学生结构体定义
struct student
{
	//成员列表
	string name;  //姓名
	int age;      //年龄
	int score;    //分数
};

//值传递
void printStudent(student stu )
{
	stu.age = 28;
	cout << "子函数中 姓名:" << stu.name << " 年龄: " << stu.age  << " 分数:" << stu.score << endl;
}

//地址传递
void printStudent2(student *stu)
{
	stu->age = 28;
	cout << "子函数中 姓名:" << stu->name << " 年龄: " << stu->age  << " 分数:" << stu->score << endl;
}

int main() {

	student stu = { "张三",18,100};
	//值传递
	printStudent(stu);
	cout << "主函数中 姓名:" << stu.name << " 年龄: " << stu.age << " 分数:" << stu.score << endl;

	cout << endl;

	//地址传递
	printStudent2(&stu);
	cout << "主函数中 姓名:" << stu.name << " 年龄: " << stu.age  << " 分数:" << stu.score << endl;

	system("pause");

	return 0;
}

总结:如果不想修改主函数中的数据,用值传递,反之用地址传递

在此出注意,值传递即改变形参,地址传递改变的是实参,值传递;

如printStudent(student stu )中 stu.age=28;就是值传递,只改变子函数中的值,而不改变main函数中的值;而printStudent(student stu )中的stu.age = 28;就是地址传递,不管是子函数还是main函数中的值都会发生改变

运行结果如下图

重点四:

结构体中 const使用场景

**作用:**用const来防止误操作

下面是结构体案例

结构体案例

案例一

案例描述:

学校正在做毕设项目,每名老师带领5个学生,总共有3名老师,需求如下

设计学生和老师的结构体,其中在老师的结构体中,有老师姓名和一个存放5名学生的数组作为成员

学生的成员有姓名、考试分数,创建数组存放3名老师,通过函数给每个老师及所带的学生赋值

最终打印出老师数据以及老师所带的学生数据。

代码示例

复制代码
struct Student
{
	string name;
	int score;
};
struct Teacher
{
	string name;
	Student sArray[5];
};

void allocateSpace(Teacher tArray[] , int len)
{
	string tName = "教师";
	string sName = "学生";
	string nameSeed = "ABCDE";
	for (int i = 0; i < len; i++)
	{
		tArray[i].name = tName + nameSeed[i];
		
		for (int j = 0; j < 5; j++)
		{
			tArray[i].sArray[j].name = sName + nameSeed[j];
			tArray[i].sArray[j].score = rand() % 61 + 40;
		}
	}
}

void printTeachers(Teacher tArray[], int len)
{
	for (int i = 0; i < len; i++)
	{
		cout << tArray[i].name << endl;
		for (int j = 0; j < 5; j++)
		{
			cout << "\t姓名:" << tArray[i].sArray[j].name << " 分数:" << tArray[i].sArray[j].score << endl;
		}
	}
}

int main() {

	srand((unsigned int)time(NULL)); //随机数种子 头文件 #include <ctime>

	Teacher tArray[3]; //老师数组

	int len = sizeof(tArray) / sizeof(Teacher);

	allocateSpace(tArray, len); //创建数据

	printTeachers(tArray, len); //打印数据
	
	system("pause");

	return 0;
}

代码运行结果如下:

案例二

案例描述:

设计一个英雄的结构体,包括成员姓名,年龄,性别;创建结构体数组,数组中存放5名英雄。

通过冒泡排序的算法,将数组中的英雄按照年龄进行升序排序,最终打印排序后的结果。

五名英雄信息如下:

复制代码
{"刘备",23,"男"},
		{"关羽",22,"男"},
		{"张飞",20,"男"},
		{"赵云",21,"男"},
		{"貂蝉",19,"女"},

代码示例

复制代码
//英雄结构体
struct hero
{
	string name;
	int age;
	string sex;
};
//冒泡排序
void bubbleSort(hero arr[] , int len)
{
	for (int i = 0; i < len - 1; i++)
	{
		for (int j = 0; j < len - 1 - i; j++)
		{
			if (arr[j].age > arr[j + 1].age)
			{
				hero temp = arr[j];
				arr[j] = arr[j + 1];
				arr[j + 1] = temp;
			}
		}
	}
}
//打印数组
void printHeros(hero arr[], int len)
{
	for (int i = 0; i < len; i++)
	{
		cout << "姓名: " << arr[i].name << " 性别: " << arr[i].sex << " 年龄: " << arr[i].age << endl;
	}
}

int main() {

	struct hero arr[5] =
	{
		{"刘备",23,"男"},
		{"关羽",22,"男"},
		{"张飞",20,"男"},
		{"赵云",21,"男"},
		{"貂蝉",19,"女"},
	};

	int len = sizeof(arr) / sizeof(hero); //获取数组元素个数

	bubbleSort(arr, len); //排序

	printHeros(arr, len); //打印

	system("pause");

	return 0;
}

运行结果如下

此处注意重点代码为结构体的数据交换方式

复制代码
hero temp = arr[j];
				arr[j] = arr[j + 1];
				arr[j + 1] = temp;

通讯录系统管理

这是我目前遇到的第一个较大且繁琐的问题,原文即阐述请见黑马c++基础入门讲义

第2阶段实战-通讯录管理 · 赤伶/Cpp-0-1-Resource - 码云 - 开源中国

该项目系统需求如下

系统需求

通讯录是一个可以记录亲人、好友信息的工具。

本教程主要利用C++来实现一个通讯录管理系统

系统中需要实现的功能如下:

  • 添加联系人:向通讯录中添加新人,信息包括(姓名、性别、年龄、联系电话、家庭住址)最多记录1000人
  • 显示联系人:显示通讯录中所有联系人信息
  • 删除联系人:按照姓名进行删除指定联系人
  • 查找联系人:按照姓名查看指定联系人信息
  • 修改联系人:按照姓名重新修改指定联系人
  • 清空联系人:清空通讯录中所有信息
  • 退出通讯录:退出当前使用的通讯录

老师写的是在一个文件下完成的,我突发奇想把他分开来完成,虽然可能在高手面前这些都是小case,但是对于刚入门的我来说还是废了些许周折,所以我还是按照来时路记录

首先我的文件分区如下:

函数调用的方法可以见上一篇文章中有讲到,或者看c++基础入门讲义

2026.1.18学习笔记-CSDN博客

由于此次使用了结构体,所以在头文件中有些许不同

在hanshu.h头文件中,代码如下

复制代码
#pragma once
#ifndef HANSHU_H
#define HANSHU_H

// 关键:先包含结构体头文件,让编译器认识Addressbooks类型
#include "address_book.h"

void showMenu();

void addPerson(Addressbooks *abs);

void showPerson(Addressbooks* abs);

int isExist(Addressbooks* abs, string name);

void deletePerson(Addressbooks* abs);

void findPerson(Addressbooks* abs);

void modifyPerson(Addressbooks* abs);

void cleanPerson(Addressbooks* abs);
#endif // HANSHU_H

在address_book.h头文件中,代码如下

复制代码
#pragma once
// 重复包含防护:防止头文件被多次包含导致结构体重复定义
#ifndef ADDRESS_BOOK_H
#define ADDRESS_BOOK_H

// 包含结构体依赖的标准头文件:用到std::string必须包含<string>
#include <string>

// 宏定义:通讯录最大存储人数(Addressbooks结构体中用到)
#define MAX 1000

// 1. 声明(定义)单个联系人结构体
struct Person
{
	string m_Name; //姓名
	int m_Sex; //性别:1男 2女
	int m_Age; //年龄
	string m_Phone; //电话
	string m_Addr; //住址
};

// 2. 声明(定义)通讯录结构体(依赖上面的Person结构体)
struct Addressbooks
{
    struct Person personArray[MAX]; //通讯录中保存的联系人数组
    int m_Size; //通讯录中人员个数
};

#endif // ADDRESS_BOOK_H  // 结束重复包含防护

注意,定义结构体时候是在头文件中完成定义,而函数则是在hanshu.cpp中完成定义,头文件中完成声明即可

讲完了调用后,就可以在hanshu.cpp中写出相对应函数,通讯录管理系统.cpp直接调用即可,看着会更加简洁明了

hanshu.cpp中代码如下

复制代码
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <iostream>;
#include <string>;
using namespace std;
#include "address_book.h";
#include <limits> // 必须包含,否则numeric_limits无法使用

//封装函数显示该界面 如 void showMenu()
//在main函数中调用封装好的函数
void showMenu() {
	cout << "***************************" << endl;
	cout << "*****  1、添加联系人  *****" << endl;
	cout << "*****  2、显示联系人  *****" << endl;
	cout << "*****  3、删除联系人  *****" << endl;
	cout << "*****  4、查找联系人  *****" << endl;
	cout << "*****  5、修改联系人  *****" << endl;
	cout << "*****  6、清空联系人  *****" << endl;
	cout << "*****  0、退出通讯录  *****" << endl;
	cout << "***************************" << endl;
}


//封装添加联系人函数
void addPerson(Addressbooks * abs) {
	//判断通讯录是否已满,如果满了就不再添加
	if (abs->m_Size == MAX) {
		cout << "通讯录已满,无法添加!" << endl;
		return;
	}
	else {
		//添加具体联系人

		//姓名
		string name;
		cout << "请输入姓名:" << endl;
		cin >> name;
		abs->personArray[abs->m_Size].m_Name = name;

		//性别
		cout << "请输入性别: " << endl;
		cout << "1 --- 男" << endl;
		cout << "2 --- 女" << endl;
		int sex = 0;
		while (true)
		{
			//如果输入是1或者2可以退出循环,因为输入的是正确值
			//如果输入有误,重新输入
			cin >> sex;
			if (sex == 1 || sex == 2) {
				abs->personArray[abs->m_Size].m_Sex = sex;
				break;
			}
			cout << "输入有误,重新输入" << endl;
		}
		

		//年龄
		// 输入年龄(安全版)
		cout << "请输入年龄: " << endl;
		int age = 0;
		while (true)
		{
			// 1. 尝试读取输入到age
			cin >> age;

			// 2. 检查输入是否有效(是否为数字)
			if (cin.fail())
			{
				// 清除cin的错误状态(否则后续输入都会失败)
				cin.clear();
				// 清空输入缓冲区的垃圾数据(比如用户输入的字母、符号)
				// numeric_limits<streamsize>::max() 表示清空缓冲区所有数据
				cin.ignore(numeric_limits<streamsize>::max(), '\n');
				// 友好的错误提示
				cout << "输入错误!年龄必须是数字,请重新输入:" << endl;
				continue; // 跳过后续逻辑,重新循环
			}

			// 3. 正确的年龄范围校验(大于0且小于120)
			if (age > 0 && age < 120)
			{
				abs->personArray[abs->m_Size].m_Age = age;
				break; // 输入正确,退出循环
			}

			// 4. 年龄范围错误的提示
			cout << "输入有误!年龄必须在1-119之间,请重新输入:" << endl;
		}
		//电话
		cout << "请输入联系电话: " << endl;
		string phone;
		cin >> phone;
		abs->personArray[abs->m_Size].m_Phone = phone;
		//住址
		cout << "请输入家庭住址: " << endl;
		string address;
		cin >> address;
		abs->personArray[abs->m_Size].m_Addr = address;

		abs->m_Size++;
		cout << "恭喜你,添加成功" << endl;

		system("pause");//请按任意键继续
		system("cls");//清屏操作
	}

}

//显示所有的联系人
//判断如果当前通讯录中没有人员,就提示记录为空,人数大于0,显示通讯录中信息

void showPerson(Addressbooks* abs) {

	//判断通讯录中人数是否为0,如果为0,提示记录为空
	//如果不为0,显示记录的联系人信息
	if (abs->m_Size == 0)
	{
		cout << "当前记录为空" << endl;
	}
	else
	{
		for (int i = 0; i < abs->m_Size; i++)
		{
			cout << "===== 第" << i + 1 << "个联系人 =====" << "\t";
			cout << "姓名:  " << abs->personArray[i].m_Name << "\t";
			cout << "性别:  " << (abs->personArray[i].m_Sex == 1 ? "男" : "女") << "\t";
			cout << "年龄:  " << abs->personArray[i].m_Age << "\t";
			cout << "电话:  " << abs->personArray[i].m_Phone << "\t";
			cout << "地址:  " << abs->personArray[i].m_Addr << endl;


		}
	}
	system("pause"); //按任意键运行
	system("cls"); //清屏

}

//删除联系人
//删除联系人前,我们需要先判断用户输入的联系人是否存在,如果存在删除,不存在提示用户没有要删除的联系人
//因此我们可以把检测联系人是否存在封装成一个函数中,如果存在,返回联系人在通讯录中的位置,不存在返回 - 1

//参数1  通讯录 参数2  对比姓名
int isExist(Addressbooks *abs,string name) {
	for (int i = 0; i < abs ->m_Size; i++)
	{
		//找到用户输入的姓名了
		if (abs->personArray[i].m_Name == name) {
			return i;
		}
	}
	//如果遍历结束都没有找到,返回-1
	return -1;
}

//删除指定联系人
void deletePerson(Addressbooks* abs) {
	if (abs == nullptr) { // 安全校验:防止空指针
		cout << "通讯录指针无效!" << endl;
		return;
	}
	cout << "请输入您要删除的联系人: " << endl;

	string name;
	cin >> name;

	//ret == -1 未查到
	//ret != -1 chadap
	int ret = isExist(abs, name);

	// 根据查找结果处理
	if (ret != -1) { 
		//查找到人,要进行删除操作
		for (int i = ret; i < abs->m_Size; i++)
		{
			//数据迁移
			abs->personArray[i] = abs->personArray[i + 1];
			//************************//
		}
		abs->m_Size--;
		cout << "删除成功" << endl;
	}
	else {
		cout << "未找到该联系人,删除失败!" << endl;
	}

	// 交互优化:暂停让用户看到结果,再清屏
	system("pause");
	system("cls");

}


//查找联系人
//判断用户指定的联系人是否存在,如果存在显示信息,不存在则提示查无此人。

void findPerson(Addressbooks* abs) {
	cout << "请输入你要查找的联系人" << endl;
	string name;
	cin >> name;

	int ret = isExist(abs, name);

	if (ret != -1)//找到联系人
	{
		cout << "姓名:  " << abs->personArray[ret].m_Name << "\t";
		cout << "性别:  " << (abs->personArray[ret].m_Sex == 1 ? "男" : "女") << "\t";
		cout << "年龄:  " << abs->personArray[ret].m_Age << "\t";
		cout << "电话:  " << abs->personArray[ret].m_Phone << "\t";
		cout << "地址:  " << abs->personArray[ret].m_Addr << endl;
	}
	else {//未找到联系人
		cout << "查无此人" << endl;
	}

	//任意键按下后清屏
	system("pause"); 
	system("cls");
}

//修改指定的联系人
//查找用户输入的联系人,如果查找成功进行修改操作,查找失败提示查无此人

void modifyPerson(Addressbooks* abs) {
	cout << "请输入你要修改的联系人" << endl;
	string name;
	cin >> name;

	int ret = isExist(abs, name);

	if (ret != -1)//找到联系人
	{
		//姓名
		string name;
		cout << "请输入姓名:" << endl;
		cin >> name;
		abs->personArray[ret].m_Name = name;

		cout << "请输入性别:" << endl;
		cout << "1 -- 男" << endl;
		cout << "2 -- 女" << endl;

		//性别
		int sex = 0;
		while (true)
		{
			cin >> sex;
			if (sex == 1 || sex == 2)
			{
				abs->personArray[ret].m_Sex = sex;
				break;
			}
			cout << "输入有误,请重新输入";
		}

		//年龄
		cout << "请输入年龄:" << endl;
		int age = 0;
		cin >> age;
		abs->personArray[ret].m_Age = age;

		//联系电话
		cout << "请输入联系电话:" << endl;
		string phone = "";
		cin >> phone;
		abs->personArray[ret].m_Phone = phone;

		//家庭住址
		cout << "请输入家庭住址:" << endl;
		string address;
		cin >> address;
		abs->personArray[ret].m_Addr = address;

		cout << "修改成功" << endl;
	}

	else {//未找到联系人
		cout << "查无此人" << endl;
	}
	system("pause");
	system("cls");
}

//清空联系人
//将通讯录所有联系人信息清除掉,只要将通讯录记录的联系人数量置为0,做逻辑清空即可

//6、清空所有联系人
void cleanPerson(Addressbooks* abs)
{
	int panduan;
	cout << "确认是否清空通讯录,按1继续" << endl;
	cin >> panduan;
	

	if (panduan != 1)
	{
		cout << "取消删除操作,你将返回原始界面......" << endl;
		system("pause");
		system("cls");
	}
	else
	{
		abs->m_Size = 0;
		cout << "通讯录已清空" << endl;
		system("pause");
		system("cls");
	}
	
}

通讯录管理系统.cpp中代码如下

复制代码
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <iostream>
using namespace std;
#include "hanshu.h"
#include "address_book.h"



int main() {
	//创建通讯录结构体变量;
	Addressbooks abs;
	//初始化通讯录中当前人员个数
	abs.m_Size = 0;

	int select = 0; //创建用户选择输入的变量

	while (true)
	{
		//菜单调用
		showMenu();

		cin >> select;

		switch (select)
		{
		case 1://1、添加联系人
			addPerson(&abs);//利用地址传递,可以修改实参
			break;
		case 2://2、显示联系人
			showPerson(&abs);
			break;
		case 3://3、删除联系人
			//检测联系人是否存在
		/*{
			cout << "请输入删除联系人的姓名: " << endl;
			string name;
			cin >> name;

			if (isExist(&abs, name) == -1)
			{
				cout << "查无此人" << endl;
			}
			else {
				cout << "查到此人了" << endl;
			}
		}*/
			deletePerson(&abs);
			break;
		case 4://4、查找联系人
			findPerson(&abs);
			break;
		case 5://5、修改联系人
			modifyPerson(&abs);
			break;
		case 6://6、清空联系人
			cleanPerson(&abs);
			break;
		case 0://0、退出通讯录
			cout << "欢迎下次使用" << endl;
			system("pause");
			return 0;
			break;
		default:
			cout << "输入错误,请重新选择!" << endl;
			system("pause");
			system("cls");
			break;
		}
	}

	system("pause");

	return 0;
}

需要注意的是

问题1

视频中仅讲解sex如何区分,并留下区分安全年龄的问题,我在思考后,使用if(0<age<120)后出现警告,并且在输入121岁后仍能正常输入,其中查询后得出的问题如下

你这段代码的核心问题是输入校验不完整 :不仅存在逻辑判断错误,还未处理用户输入非数字(如字母、符号)的情况,容易导致程序进入死循环或异常状态。下面我会先指出原有问题,再给出安全且健壮的版本,并解释关键的安全处理逻辑。

原有代码的核心问题

  1. 逻辑判断错误0 < age < 120 在 C++ 中并非 "年龄大于 0 且小于 120" 的意思,编译器会先计算 0 < age 得到布尔值(0 或 1),再用这个值和 120 比较,结果永远为真,等于没做年龄范围校验。
  2. 未处理类型错误 :如果用户输入字母(如abc)、符号(如@),cin >> age 会失败,cin 进入错误状态,后续循环会一直执行且无法读取新输入,导致死循环。
  3. 未清空输入缓冲区 :输入错误后,缓冲区的垃圾数据会残留,即使后续恢复cin状态,也会重复读取错误数据。

修改过后的代码如下

复制代码
// 输入年龄(安全版)
cout << "请输入年龄: " << endl;
int age = 0;
while (true)
{
    // 1. 尝试读取输入到age
    cin >> age;

    // 2. 检查输入是否有效(是否为数字)
    if (cin.fail()) 
    {
        // 清除cin的错误状态(否则后续输入都会失败)
        cin.clear();
        // 清空输入缓冲区的垃圾数据(比如用户输入的字母、符号)
        // numeric_limits<streamsize>::max() 表示清空缓冲区所有数据
        cin.ignore(numeric_limits<streamsize>::max(), '\n');
        // 友好的错误提示
        cout << "输入错误!年龄必须是数字,请重新输入:" << endl;
        continue; // 跳过后续逻辑,重新循环
    }

    // 3. 正确的年龄范围校验(大于0且小于120)
    if (age > 0 && age < 120) 
    {
        abs->personArray[abs->m_Size].m_Age = age;
        break; // 输入正确,退出循环
    }

    // 4. 年龄范围错误的提示
    cout << "输入有误!年龄必须在1-119之间,请重新输入:" << endl;
}

问题2

该通讯录跟其他不同, 每次使用时都会进行初始化操作,所以初始化操作就需要注意摆放位置

图中为正确位置,我放了一个错误如下

导致每次新增加联系人后都会初始化,导致通讯录为空,新手应更加注意

学习2:代码题

今天做了力扣第一题

1. 两数之和 - 力扣(LeetCode)

参考视频

https://www.bilibili.com/video/BV1aT41177mK?t=1.8

暴力解法

这题像拦路虎一样,简单方法很容易想到,即暴力解,用俩次for循环完成解,但是时间复杂度很高,为O(n^2),我使用第一种方法完成解决,将时间复杂度降为O(nlog2n),代码如下

复制代码
    //     int n = nums.size();
    //     for(int i = 0;i < n;i++){
    //         for(int j = i+1; j < n;j++){
    //             if (nums[i] + nums[j] == target){
    //                 return {i,j};
    //         }
    //         }
    //     }
    // return {};
    // }

期间我遇到了几个新手易犯的错误

错误1:误用指针

最初我想用指针去指向下一个位置的值,写的代码如下

复制代码
class Solution {
public:
    vector<int> twoSum(vector<int>& nums, int target) {
        int *p;
        
        for(int i = 0;i < nums.size();i++){
            for(int j = i; j < nums.size();j++){
            *p = nums[j+1];
            if (nums[i] + nums[p] == target){
                return i,p;
            }
            }
        }
    }
};

但是问题很多,我就不一一列举了,处理方法如下

https://www.doubao.com/thread/wf37ebbda63b2fd12

需要注意的是

原代码的核心错误分析

  1. 指针误用 + 未初始化int *p 未初始化就直接解引用 *p = nums[j+1],会导致内存访问错误;且此处完全不需要指针,属于多余且错误的用法。
  2. 索引越界j < nums.size() 时访问 nums[j+1],当 j 是最后一个元素时,j+1 超出 vector 范围。
  3. 语法 / 类型错误nums[p] 试图用指针 p 作为 vector 的索引([] 要求整数);return i,p; 语法错误(C++ 不能直接返回两个值,且返回类型要求是 vector<int>)。
  4. 逻辑错误 :内层循环 ji 开始,会导致重复检查同一元素(比如 i=0,j=0),应该从 i+1 开始。
  5. 无默认返回 :函数声明返回 vector<int>,但代码未处理 "找不到" 的情况(题目虽保证有解,但需避免编译警告)。

但是不难看出上述解法时间复杂度依旧很大.随后观看了代码随想录的方法使用了哈希表

哈希表解法

参考方法如下

两数之和 | 代码随想录

哈希表理论基础 | 代码随想录

在他所给的方法中有三种哈希表达方式

而本题使用的方法是unordered_map 可以看出查询效率和增删效率都是O(1)

而之所以能这么快,本质是因为哈希法也是牺牲了空间换取了时间,因为我们要使用额外的数组,set或者是map来存放数据,才能实现快速的查找。

什么时候用哈希法

当我们遇到了要快速判断一个元素是否出现集合里的时候,就要考虑哈希法

如果在做面试题目的时候遇到需要判断一个元素是否出现过的场景也应该第一时间想到哈希法!

首先再强调一下 什么时候使用哈希法,当我们需要查询一个元素是否出现过,或者一个元素是否在集合里的时候,就要第一时间想到哈希法。

本题呢,就需要一个集合来存放我们遍历过的元素,然后在遍历数组的时候去询问这个集合,某元素是否遍历过,也就是 是否出现在这个集合。

那么我们就应该想到使用哈希法了。

因为本题,我们不仅要知道元素有没有遍历过,还要知道这个元素对应的下标,需要使用 key value结构来存放,key来存元素,value来存下标,那么使用map正合适

再来看一下使用数组和set来做哈希法的局限。

  • 数组的大小是受限制的,而且如果元素很少,而哈希值太大会造成内存空间的浪费。
  • set是一个集合,里面放的元素只能是一个key,而两数之和这道题目,不仅要判断y是否存在而且还要记录y的下标位置,因为要返回x 和 y的下标。所以set 也不能用。

注:读者可以根据提示找到对应俩道题完成

242. 有效的字母异位词 (opens new window)这道题目是用数组作为哈希表来解决哈希问题,349. 两个数组的交集 (opens new window)这道题目是通过set作为哈希表来解决哈希问题

此时就要选择另一种数据结构:map ,map是一种key value的存储结构,可以用key保存数值,用value再保存数值所在的下标。

std::unordered_map 底层实现为哈希表,std::map 和std::multimap 的底层实现是红黑树。

同理,std::map 和std::multimap 的key也是有序的(这个问题也经常作为面试题,考察对语言容器底层的理解)。 更多哈希表的理论知识请看关于哈希表,你该了解这些! (opens new window)

接下来需要明确两点:

  • map用来做什么
  • map中key和value分别表示什么

map目的用来存放我们访问过的元素,因为遍历数组的时候,需要记录我们之前遍历过哪些元素和对应的下标,这样才能找到与当前元素相匹配的(也就是相加等于target)

接下来是map中key和value分别表示什么。

这道题 我们需要 给出一个元素,判断这个元素是否出现过,如果出现过,返回这个元素的下标。

那么判断元素是否出现,这个元素就要作为key,所以数组中的元素作为key,有key对应的就是value,value用来存下标。

所以 map中的存储结构为 {key:数据元素,value:数组元素对应的下标}。

在遍历数组的时候,只需要向map去查询是否有和目前遍历元素匹配的数值,如果有,就找到的匹配对,如果没有,就把目前遍历的元素放进map中,因为map存放的就是我们访问过的元素。

过程如下:

接下来就是重中之重!!

代码

代码随想录中给出了一种代码

复制代码
class Solution {
public:
    vector<int> twoSum(vector<int>& nums, int target) {
        std::unordered_map <int,int> map;
        for(int i = 0; i < nums.size(); i++) {
            // 遍历当前元素,并在map中寻找是否有匹配的key
            auto iter = map.find(target - nums[i]); 
            if(iter != map.end()) {
                return {iter->second, i};
            }
            // 如果没找到匹配对,就把访问过的元素和下标加入到map中
            map.insert(pair<int, int>(nums[i], i)); 
        }
        return {};
    }
};

力扣经典例题中也给出了一种代码

复制代码
#include <unordered_map>
#include <vector>
using namespace std;

class Solution {
public:
    vector<int> twoSum(vector<int>& nums, int target) {
        unordered_map<int, int> map;
        for (int i = 0; i < nums.size(); ++i) {
            int complement = target - nums[i];
            if (map.find(complement) != map.end()) {
                return {map[complement], i};
            }
            map[nums[i]] = i;
        }
        return {};
    }
};

力扣中代码跑的会更快速一些

但是本质都是相同的

首先我们需要定义一个map来存放对应的值val和下标,后使用一个循环遍历,访问所需的值和map中是否存放了该值进行对比,若存在,则返回对应的map中的下标和第i个元素,否则,将该值和对应的下标i存放进map中,若未找到则返回空集合

这道题属于暴力解很快就出来了,但是使用最优解如果第一次见则会很难想到,应当积累该题型

总结

本题其实有四个重点:

  • 为什么会想到用哈希表
  • 哈希表为什么用map
  • 本题map是用来存什么的
  • map中的key和value用来存什么的

把这四点想清楚了,本题才算是理解透彻了。

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