数据结构与算法---12.哈希表

本文主要是介绍数据结构与算法---12.哈希表，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

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。

 数组是链表数组，数组元素是链表。

google公司的一个上机题:

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.

要求:

1.不使用数据库，速度越快越好=>哈希表(散列)

2.添加时，保证按照id从低到高插入 [课后思考：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?]

3.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]

4.思路分析并画出示意图

代码实现： 

import java.util.Scanner;

public class HashTabDemo {
    public static void main(String[] args) {

        //创建哈希表
        HashTab hashTab=new HashTab(7);

        //写一个简单的菜单
        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("delete:删除雇员");
            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 "delete":
                    System.out.println("请输入要删除的id");
                    id=scanner.nextInt();
                    hashTab.delete(id);
                    break;
                case "exit":
                    scanner.close();
                    System.exit(0);
                default:
                    break;
            }
        }
    }
}

//创建HashTab
class HashTab{

    private EmpLinkedList[] empLinkedLists;
    private int maxSize;//表示有多少条链表

    public HashTab(int maxSize) {
        empLinkedLists = new EmpLinkedList[maxSize];
        this.maxSize = maxSize;

        for (int i = 0; i < maxSize; i++) {
            empLinkedLists[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.getId());

        //将emp添加到对应的链表中
        empLinkedLists[empLinkedListNo].add(emp);
    }

    //遍历链表
    public void list(){
        for (int i = 0; i < maxSize; i++) {
            empLinkedLists[i].list(i);
        }
    }

    //根据输入的id,查找雇员
    public void findEmpById(int id){

        int empLinkedListNo = hashFun(id);
        Emp emp = empLinkedLists[empLinkedListNo].findEmpById(id);

        if (emp!=null){
            System.out.printf("在第%d条链表中找到雇员id=%d,name=%s\n",(empLinkedListNo+1),id,emp.getName());
        }else {
            System.out.println("在哈希表中，没有找到该雇员~");
        }
    }

    //根据输入的id,删除雇员
    public void delete(int id){

        int empLinkedListNo = hashFun(id);

        empLinkedLists[empLinkedListNo].delete(id);
    }

    //编写散列函数
    public int hashFun(int id){
        return id % maxSize;
    }
}

//创建Emp 表示一个雇员
class Emp{
    private int id;
    private String name;
    private Emp next;

    public Emp(int id, String name) {
        this.id = id;
        this.name = name;
    }

    public int getId() {
        return id;
    }

    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public Emp getNext() {
        return next;
    }

    public void setNext(Emp next) {
        this.next = next;
    }
}

//创建EmpLinkedList 表示链表
class EmpLinkedList{

    //头指针，执行第一个Emp,因此我们这个链表的head是直接指向第一个Emp
    private Emp head;

    //添加雇员到链表
    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，则使用一个辅助的指针，帮助定位到最后
        Emp curEmp=head;
        while (true){
            if (curEmp.getNext()==null){//说明到链表最后
                break;
            }

            curEmp=curEmp.getNext();//后移
        }

        //退出时直接将emp加入链表
        curEmp.setNext(emp);
    }

    //遍历链表的雇员信息
    public void list(int no){

        //判断链表是否为空
        if (head==null){
            System.out.println("第"+(no+1)+"条链表为空!");
            return;
        }

        System.out.print("第"+(no+1)+"链表的信息为");

        Emp curEmp=head;
        while (true){

            System.out.printf("=>id=%d name=%s\t",curEmp.getId(),curEmp.getName());

            if (curEmp.getNext()==null){
                break;
            }

            curEmp=curEmp.getNext();
        }
        System.out.println();
    }

    //根据id查找雇员
    //如果查找到，就返回Emp,如果没有找到，就返回null
    public Emp findEmpById(int id){

        //判断链表是否为空
        if (head==null){
            return null;
        }

        Emp curEmp=head;
        while (true){

            if (curEmp.getId()==id){//这时curEmp就指向要查找的雇员
                break;
            }

            if (curEmp.getNext()==null){//说明遍历当前链表没有找到该雇员
                curEmp=null;
                break;
            }

            curEmp=curEmp.getNext();
        }
        return curEmp;
    }

    //根据id 删除雇员
    public void delete(int id){

        //判断链表是否为空
        if (head==null){
            System.out.println("链表为空!");
            return;
        }

        if (head.getId()==id){
            head=head.getNext();
            return;
        }

        Emp curEmp=head;
        boolean flag=false;
        while (true){

            if (curEmp.getNext()==null){
                break;
            }

            if (curEmp.getNext().getId()==id){
                flag=true;
                break;
            }

            curEmp=curEmp.getNext();
        }

        if (flag){
            curEmp.setNext(curEmp.getNext().getNext());
        }else {
            System.out.printf("要删除的%d 节点不存在\n",id);
        }
    }
}

1.总结：哈希表（HashTable）是一个数组，数组中的元素是链表，而员工则相当于链表的节点，被存储在链表中，如图，HashTable数组的规定长度为7，也就是说明，数组中能存放7条链表，而每一个链表中可以存放若干的员工信息 这比较于以前一条链表来存储员工信息，效率提高了7倍，

2.我们在创建HashTable的时候，要先创建Emp员工节点类，来存储员工信息，然后要创建员工链表类，作为员工信息节点的链表，最后创建HashTab类，用来创建存放链表的数组，和完成相应的功能。

3.我们在创建哈希表时，要制定一种哈希函数，确定员工节点存入哈希表的规律(取模是其中较为简单的一种)，这样将来我们能知道对应的员工存在哈希表的哪条链中，方便操作。

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