Java中哈希 - 技术栈

哈希的本质是用空间换时间，把查找从 O(n) 降到 O(1) 平均。

HashSet

存不存在 / 去重，用于判断某元素是否出现过、数组去重、集合交集

Set<Integer> set = new HashSet<>();

set.add(3); // 添加元素

set.add(3); // 重复元素不会加入

set.contains(3); // 判断是否存在

set.remove(3); // 删除元素

典型题：两数之和、数组去重、判断重复元素、两数组交集

HashMap

计数 / 映射，用于字符统计、频率统计、值到索引映射

Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();

for (int n : nums) {

// 如果 n 不存在，默认返回 0，然后 +1

map.put(n, map.getOrDefault(n, 0) + 1);

}

两个Integer代表泛型，指key 和 value 都是整数，map.put(n, map.getOrDefault(n, 0) + 1);这行代码是哈希计数的经典写法，意思是给n做出现次数统计。map.getOrDefault(n, 0)去map里取n的值，如果n不存在，就返回默认值0map是指数组）。因为我们要统计出现次数，每遇到一次就加1。map.put(n, ...)代表把更新后的次数放回map里，如果n原来不存在，会自动创建。

典型题：字母异位词、出现次数最多的元素、前缀和 + 哈希、两数之和

TreeMap / TreeSet

有序哈希，用于需要自动排序、范围查询

Set<Integer> set = new TreeSet<>();

Map<Integer, Integer> map = new TreeMap<>();

基本用法：

TreeSet<Integer> set = new TreeSet<>();

set.add(5);

set.add(3);

set.add(8);

set.add(3); // 重复元素不会加入

System.out.println(set); // $3, 5, 8$ 自动升序
TreeMap<Integer, String> map = new TreeMap<>();

map.put(3, "C");

map.put(1, "A");

map.put(2, "B");

map.put(2, "BB"); // key=2 更新 value

System.out.println(map); // {1=A, 2=BB, 3=C} 自动按 key 排序

LinkedHashMap / LinkedHashSet

保序哈希，用于保持插入顺序 + 哈希效率

Map<Integer, Integer> map = new LinkedHashMap<>();

Set<Integer> set = new LinkedHashSet<>();

基本用法：

Set<Integer> set = new LinkedHashSet<>();

set.add(3);

set.add(1);

set.add(5);

set.add(1); // 重复元素不会加入

System.out.println(set); // $3, 1, 5$ 插入顺序保持
Map<Integer, String> map = new LinkedHashMap<>();

map.put(3, "C");

map.put(1, "A");

map.put(2, "B");

map.put(2, "BB"); // key=2 更新 value

System.out.println(map); // {3=C, 1=A, 2=BB} 插入顺序保持

哈希在算法中的 10 大经典用法

判断元素是否存在

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Set<Integer> set = new HashSet<>();
if (set.contains(x)) {}

去重

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Set<Integer> set = new HashSet<>();

for (int n : nums) {
    set.add(n);    // HashSet 自动去重
}

统计频率

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Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
for (int n : nums)
    map.put(n, map.getOrDefault(n, 0) + 1);

字符串计数（异位词）

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int[] cnt = new int[26];
for (char c : s.toCharArray()) cnt[c - 'a']++;

两数之和（值 → 下标）

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

前缀和 + 哈希（子数组和为 k）

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Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
map.put(0, 1);
int sum = 0, res = 0;
for (int n : nums) {
    sum += n;
    res += map.getOrDefault(sum - k, 0);
    map.put(sum, map.getOrDefault(sum, 0) + 1);
}

两数组交集

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Set<Integer> set = new HashSet<>();
for (int n : nums1) set.add(n);
Set<Integer> res = new HashSet<>();
for (int n : nums2) if (set.contains(n)) res.add(n);

判断重复元素

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Set<Integer> set = new HashSet<>();
for (int n : nums)
    if (!set.add(n)) 
        return true;

分组（分类）

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Map<String, List<String>> map = new HashMap<>();
for (String s : strs) {
    String key = sort(s);
    map.computeIfAbsent(key, k -> new ArrayList<>()).add(s);
}

最近最少使用缓存（LRU）

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class LRUCache extends LinkedHashMap<Integer, Integer> {
    protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry eldest) {
        return size() > capacity;
    }
}

数组哈希 vs Map 哈希

当 key 范围固定小（如 a-z）：

int\[\] hash = new int $26$ ;

hash $c - 'a'$ ++;

当 key 范围大或不连续：

Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();