从零开始，构建哈希集合，征服哈希难题

2023-09-14 23:27:13

哈希集合，又称Set，是一种特殊的数据结构，它以哈希函数（Hash Function）将元素映射到一个特定的地址（称为哈希值），从而实现快速查找和插入元素。哈希集合在计算机科学领域有着广泛的应用，例如：查找重复元素、集合交集和并集运算、缓存数据等等。

哈希集合的实现通常使用哈希表（Hash Table），它是一种数组结构，其中每个元素都是一个键值对，键是哈希值，值是实际存储的数据。当我们向哈希集合中插入元素时，首先会计算该元素的哈希值，然后将该元素存储在哈希表中相应的位置。当我们查询元素时，同样计算该元素的哈希值，然后在哈希表中查找相应位置即可。

哈希集合的性能优劣主要取决于哈希函数的质量。一个好的哈希函数应该能够将元素均匀地分布在哈希表中，避免碰撞（即两个不同的元素映射到同一个哈希值）的情况。常见的哈希函数包括：除留余数法、平方取中法、数字分析法等。

LeetCode 705：设计哈希集合

LeetCode 705 是一个经典的哈希集合问题，要求我们实现一个自己的哈希集合类，并支持添加元素和查询元素的操作。我们可以使用哈希表来实现这个哈希集合类。首先，我们需要创建一个哈希表，它是一个数组，每个元素都是一个键值对，键是哈希值，值是实际存储的数据。

接下来，我们需要定义两个函数：add() 和 contains()。add() 函数用于向哈希集合中插入元素，它首先计算元素的哈希值，然后将该元素存储在哈希表中相应的位置。contains() 函数用于查询元素是否存在于哈希集合中，它同样计算元素的哈希值，然后在哈希表中查找相应位置即可。

代码实现

class MyHashSet:

    def __init__(self):
        """
        Initialize your data structure here.
        """
        self.hash_table = [[] for _ in range(1000)]

    def add(self, key: int) -> None:
        """
        Inserts a value to the set.
        """
        hash_value = key % 1000
        if key not in self.hash_table[hash_value]:
            self.hash_table[hash_value].append(key)

    def contains(self, key: int) -> bool:
        """
        Returns true if this set contains the specified element
        """
        hash_value = key % 1000
        return key in self.hash_table[hash_value]