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哈希表简介
散列表（Hash table，也叫哈希表 ），是根据关键码值（Key value）而直接进行访问的数据结构。也就是说，它通过把关键码值映射到表中一个位置来访问记录，以加快查找的速度。这个映射函数叫做散列函数，存放记录的数组叫做散列表。示意图如下：
哈希表案例
需求案例：有一个公司，当有新的员工来报道时，要求将该员工的信息加入(id、性别、年龄、住址...)，当输入该员工的id时，要求查找到该员工的所有信息
需求要求：
- 不使用数据库，尽量节省内存，速度越快越好 --> 实现方案：哈希表（散列）
- 添加时，保证按照id从低到高插入 [ 进阶思考：如果id不是从低到高插入，但要求各条链表仍是从低到高，怎么解决？]
- 使用链表来实现哈希表, 该链表不带表头。[即：链表的第一个结点就存放雇员信息]
示意图如下：
代码实现
java
package com.datastructures.hash;
/**
* 雇员
*/
public class Emp {
public int id;
public String name;
public Emp next; // next默认为null
public Emp(int id, String name) {
super();
this.id = id;
this.name = name;
}
}
java
package com.datastructures.hash;
/**
* 链表
*/
public class EmpLinkedList {
// 头指针，指向第一个Emp，因此我们这个链表的head是指向第一个Emp
private Emp head; // 默认是null
/**
* 添加雇员到链表
* 假定当添加雇员时，id是自增长，即id的分配总是从小到大。因此我们将该雇员直接加入到本链表的最后即可
*
* @param emp 雇员信息
*/
public void add(Emp emp) {
// 如果是添加第一个雇员
if (head == null) {
head = emp;
return;
}
// 如果不是第一个雇员，则使用一个辅助指针，帮助定位到最后
Emp curEmp = head;
while (true) {
if (curEmp.next == null) { // 说明到链表最后了
break;
}
curEmp = curEmp.next;
}
// 退出时直接将emp加入链表
curEmp.next = emp;
}
/**
* 遍历链表的雇员信息
*
* @param no
*/
public void list(int no) {
if (head == null) { // 说明当前这条链表为空
System.out.println("第" + no + "链表为空");
return;
}
System.out.print("第" + no + "链表的信息为：");
Emp curEmp = head; // 辅助指针
while (true) {
System.out.printf(" --> id=%d,name=%s\t", curEmp.id, curEmp.name);
if (curEmp.next == null) { // 说明curEmp已经是最后节点了
break;
}
curEmp = curEmp.next; // 后移遍历
}
System.out.println();
}
/**
* 根据id查找雇员
*
* @param id
* @return 如果找到就返回Emp，如果没找到就返回null
*/
public Emp findEmpById(int id) {
if (head == null) { // 判断链表是否为空
System.out.println("链表为空");
return null;
}
Emp curEmp = head; // 辅助指针
while (true) {
if (curEmp.id == id) {
break; // 此时 curEmp 就是指向要查找的雇员
}
if (curEmp.next == null) { // 说明curEmp已经是最后节点了
curEmp = null;
break;
}
curEmp = curEmp.next; // 后移遍历
}
return curEmp;
}
}
java
package com.datastructures.hash;
/**
* 创建HashTable管理多条链表
*/
public class HashTable {
private EmpLinkedList[] empLinkedListArray; // 链表数组
private int size; // 表示有多少条链表
public HashTable(int size) {
this.size = size;
// 初始化 empLinkedListArray
empLinkedListArray = new EmpLinkedList[size];
// 初始化每个链表
for (int i = 0; i < size; i++) {
empLinkedListArray[i] = new EmpLinkedList();
}
}
/**
* 添加雇员
*
* @param emp
*/
public void add(Emp emp) {
// 根据员工的id，得到该员工应该添加到哪条链表
int empLinkedListNO = hashFunction(emp.id);
// 将emp添加到对应的链表中
empLinkedListArray[empLinkedListNO].add(emp);
}
/**
* 遍历所有的链表，遍历HashTable
*/
public void list() {
for (int i = 0; i < size; i++) {
empLinkedListArray[i].list(i);
}
}
/**
* 根据id查找雇员
*
* @param id
*/
public void findEmpById(int id) {
// 使用散列函数确定到哪条链表查找
int empLinkedListNO = hashFunction(id);
Emp emp = empLinkedListArray[empLinkedListNO].findEmpById(id);
if (emp != null) {
System.out.printf("在第%d条链表中找到，雇员id=%d\n", empLinkedListNO, id);
} else {
System.out.println("在哈希表中没有找到该雇员");
}
}
/**
* 散列函数，使用一个简单取模法
*
* @param id
* @return
*/
public int hashFunction(int id) {
return id % size;
}
}
java
package com.datastructures.hash;
import java.util.Scanner;
public class HashTableDemo {
public static void main(String[] args) {
HashTable hashTable = new HashTable(9);
String key = "";
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
while (true) {
System.out.println("add（添加雇员）");
System.out.println("list（显示雇员）");
System.out.println("find（查找雇员）");
System.out.println("exit（退出系统）");
key = scanner.next();
switch (key) {
case "add":
System.out.println("请输入id");
int id = scanner.nextInt();
System.out.println("请输入名字");
String name = scanner.next();
Emp emp = new Emp(id, name);
hashTable.add(emp);
break;
case "list":
hashTable.list();
break;
case "find":
System.out.println("请输入要查找的id");
id = scanner.nextInt();
hashTable.findEmpById(id);
break;
case "exit":
scanner.close();
System.exit(0);
default:
break;
}
}
}
}