【数据结构(八)】哈希表

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1. 基本概念

先看一个实际需求：

1.1. 哈希表基本介绍

    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。

2. 实例应用

问题：
    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,名字,住址…)，当输入该员工的 id 时，要求查找到该员工的 所有信息。

2.1. 思路分析

2.2. 代码实现

2.2.1. 实现添加、显示功能

package hashtable; import java.util.Scanner; public class HashTabDemo { 
     public static void main(String[] args) { 
     // 创建哈希表 HashTab hashTab = new HashTab(7); // 写一个简单菜单 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("exit：退出系统"); key = scanner.next(); switch (key) { 
     case "add": System.out.println("输入id"); int id = scanner.nextInt(); System.out.println("输入名字"); String name = scanner.next(); // 创建雇员 Emp emp = new Emp(id, name); hashTab.add(emp); break; case "list": hashTab.list(); break; case "exit": scanner.close(); System.exit(0); default: break; } } } } // 创建 HashTable 管理多条链表 class HashTab { 
     private EmpLinkedList[] empLinkedListArray; private int size;// 表示有多少条链表 // 构造器 public HashTab(int size) { 
     this.size = size; // 初始化empLinkedListArray empLinkedListArray = new EmpLinkedList[size]; // ？留一个坑:这时不要忘了分别初始化每个链表 for (int i = 0; i < size; i++) { 
     empLinkedListArray[i] = new EmpLinkedList(); } } // 添加雇员 public void add(Emp emp) { 
     // 根据员工的id，得到该员工应当添加到哪条链表 int empLinkedListNo = hashFun(emp.id); // 将emp添加到对应的链表中 empLinkedListArray[empLinkedListNo].add(emp); } // 遍历所有的链表 public void list() { 
     for (int i = 0; i < size; i++) { 
     empLinkedListArray[i].list(i); } } // 编写散列函数，使用一个简单取模法 public int hashFun(int id) { 
     return id % size; } } // 表示一个雇员 class Emp { 
     public int id; public String name; public Emp next;// 默认为空 public Emp(int id, String name) { 
     super(); this.id = id; this.name = name; } } // 创建 EmpLinkedList, 表示链表 class EmpLinkedList { 
     // 头指针，指向第一个Emp，因此我们这个链表的head是直接指向第一个Emp private Emp head;// 默认null // 添加雇员到链表 // 说明 // 1. 假定，当添加雇员是，id 是自增长的，即 id 的分配总是从小到大 // 因此将该雇员直接加入到本链表的最后即可 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) { 
    // 说明到链表的最后 break; } curEmp = curEmp.next;// 后移 } // 退出时，直接将 emp 加入链表 curEmp.next = emp; } // 遍历链表的雇员信息 public void list(int no) { 
     if (head == null) { 
    // 说明链表为空 System.out.println("第 " + (no + 1) + " 链表为空"); return; } System.out.print("第 " + (no + 1) + " 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 break; } curEmp = curEmp.next;// 后移，遍历 } System.out.println(); } } 

运行结果：

2.2.2. 实现查找功能

代码实现：

package hashtable; import java.util.Scanner; public class HashTabDemo { 
     public static void main(String[] args) { 
     // 创建哈希表 HashTab hashTab = new HashTab(7); // 写一个简单菜单 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("输入id"); int id = scanner.nextInt(); System.out.println("输入名字"); String name = scanner.next(); // 创建雇员 Emp emp = new Emp(id, name); hashTab.add(emp); break; case "list": hashTab.list(); break; case "find": System.out.println("请输入要查找的id"); id = scanner.nextInt(); hashTab.findEmpById(id); break; case "exit": scanner.close(); System.exit(0); default: break; } } } } // 创建 HashTable 管理多条链表 class HashTab { 
     private EmpLinkedList[] empLinkedListArray; private int size;// 表示有多少条链表 // 构造器 public HashTab(int size) { 
     this.size = size; // 初始化empLinkedListArray empLinkedListArray = new EmpLinkedList[size]; // ？留一个坑:这时不要忘了分别初始化每个链表 for (int i = 0; i < size; i++) { 
     empLinkedListArray[i] = new EmpLinkedList(); } } // 添加雇员 public void add(Emp emp) { 
     // 根据员工的id，得到该员工应当添加到哪条链表 int empLinkedListNo = hashFun(emp.id); // 将emp添加到对应的链表中 empLinkedListArray[empLinkedListNo].add(emp); } // 遍历所有的链表 public void list() { 
     for (int i = 0; i < size; i++) { 
     empLinkedListArray[i].list(i); } } // 根据输入的id查找雇员 public void findEmpById(int id) { 
     int empLinkedListNo = hashFun(id); Emp emp = empLinkedListArray[empLinkedListNo].findEmpById(id); if (emp != null) { 
    // 找到 System.out.printf("在第 %d 条链表中找到 雇员id = %d\n", (empLinkedListNo + 1), id); } else { 
     System.out.println("在哈希表中，没有找到该雇员"); } } // 编写散列函数，使用一个简单取模法 public int hashFun(int id) { 
     return id % size; } } // 表示一个雇员 class Emp { 
     public int id; public String name; public Emp next;// 默认为空 public Emp(int id, String name) { 
     super(); this.id = id; this.name = name; } } // 创建 EmpLinkedList, 表示链表 class EmpLinkedList { 
     // 头指针，指向第一个Emp，因此我们这个链表的head是直接指向第一个Emp private Emp head;// 默认null // 添加雇员到链表 // 说明 // 1. 假定，当添加雇员是，id 是自增长的，即 id 的分配总是从小到大 // 因此将该雇员直接加入到本链表的最后即可 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) { 
    // 说明到链表的最后 break; } curEmp = curEmp.next;// 后移 } // 退出时，直接将 emp 加入链表 curEmp.next = emp; } // 遍历链表的雇员信息 public void list(int no) { 
     if (head == null) { 
    // 说明链表为空 System.out.println("第 " + (no + 1) + " 链表为空"); return; } System.out.print("第 " + (no + 1) + " 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 break; } curEmp = curEmp.next;// 后移，遍历 } System.out.println(); } // 根据 id 查找雇员 public Emp findEmpById(int id) { 
     // 判断链表是否为空 if (head == null) { 
     System.out.println("链表空"); return null; } // 辅助指针 Emp curEmp = head; while (true) { 
     if (curEmp.id == id) { 
    // 找到 break;// 这时curEmp就指向要查找的雇员 } // 退出 if (curEmp.next == null) { 
    // 说明遍历当前链表没有找到该雇员 curEmp = null; break; } curEmp = curEmp.next;// 后移 } return curEmp; } } 

运行结果：