哈希表实战

末蓝、 2021-07-24 21:54 378阅读 0赞

# 一 哈希表的基本介绍 #

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。

# 二 哈希表的作用 #

可以用作缓存。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NoZW5ncWl1bWluZw_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

# 三 图解哈希表 #

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NoZW5ncWl1bWluZw_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

# 四 实战 #

## 1 需求 ##

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 要求 ##

a 不使用数据库,,速度越快越好，要求使用哈希表(散列)。

b 添加时，保证按照 id 从低到高插入。

c 使用链表来实现哈希表, 该链表不带表头，链表的第一个结点就存放雇员信息。

## 3 图解 ##

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NoZW5ncWl1bWluZw_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

## 4 代码 ##

package com.atguigu.hashtab;
    
    import java.util.Scanner;
    
    /**
     * @className: HashTabDemo
     * @description: 哈希表
     * @date: 2021/3/14
     * @author: cakin
     */
    public class HashTabDemo {
        /**
         * 功能描述：哈希表
         *
         * @param args 命令行
         * @author cakin
         * @date 2021/3/14
         */
        public static void main(String[] args) {
            // 创建哈希表
            HashTab hashTab = new HashTab(7);
    
            // 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();
                        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;
                }
            }
        }
    }
    
    /**
     * @className: HashTabDemo
     * @description: HashTab 管理多条链表
     * @date: 2021/3/14
     * @author: cakin
     */
    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];
            // 分别初始化每个链表
            for (int i = 0; i < size; i++) {
                empLinkedListArray[i] = new EmpLinkedList();
            }
        }
    
        /**
         * 功能描述：添加雇员
         *
         * @param emp 雇员
         * @author cakin
         * @date 2021/3/14
         */
        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);
    
        }
    
        /**
         * 功能描述：遍历 hashtab 所有的链表
         *
         * @author cakin
         * @date 2021/3/14
         */
        public void list() {
            for (int i = 0; i < size; i++) {
                empLinkedListArray[i].list(i);
            }
        }
    
        /**
         * 功能描述：根据输入的id,查找雇员
         *
         * @param id 员工id
         * @author cakin
         * @date 2021/3/14
         */
        public void findEmpById(int id) {
            // 使用散列函数确定到哪条链表查找
            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~");
            }
        }
    
        /**
         * 功能描述：编写散列函数, 使用简单取模法
         *
         * @param id 员工id
         * @return int 哪个链表
         * @author cakin
         * @date 2021/3/14
         * @description:
         */
        public int hashFun(int id) {
            return id % size;
        }
    }
    
    /**
     * @className: HashTabDemo
     * @description: 雇员
     * @date: 2021/3/14
     * @author: cakin
     */
    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;
        }
    }
    
    /**
     * @className: HashTabDemo
     * @description: 创建 EmpLinkedList，表示链表
     * @date: 2021/3/14
     * @author: cakin
     */
    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
    
        /**
         * 功能描述：添加雇员到链表
         *
         * @param emp 雇员
         * @author cakin
         * @date 2021/3/14
         * @description: 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
         */
        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.next == null) { // 说明到链表最后了
                    break;
                }
                curEmp = curEmp.next; // 后移
            }
            // 退出时直接将emp加入链表
            curEmp.next = emp;
        }
    
        /**
         * 功能描述：遍历链表的雇员信息
         *
         * @param no 编号
         * @author cakin
         * @date 2021/3/14
         */
        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 已经是最后结点
                    break;
                }
                curEmp = curEmp.next; // 后移，遍历
            }
            System.out.println();
        }
    
        /**
         * 功能描述：根据id查找雇员——
         *
         * @author cakin
         * @date 2021/3/14
         * @param id 员工id
         * @return Emp 员工信息，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) {
                System.out.println("链表为空");
                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;
        }
    }

## 5 测试 ##

add:  添加雇员
    list: 显示雇员
    find: 查找雇员
    exit: 退出系统
    add
    输入id
    1
    输入名字
    cheng
    add:  添加雇员
    list: 显示雇员
    find: 查找雇员
    exit: 退出系统
    add
    输入id
    8
    输入名字
    cakin
    add:  添加雇员
    list: 显示雇员
    find: 查找雇员
    exit: 退出系统
    add
    输入id
    6
    输入名字
    tom
    add:  添加雇员
    list: 显示雇员
    find: 查找雇员
    exit: 退出系统
    list
    第 1 链表为空
    第 2 链表的信息为 => id=1 name=cheng     => id=8 name=cakin    
    第 3 链表为空
    第 4 链表为空
    第 5 链表为空
    第 6 链表为空
    第 7 链表的信息为 => id=6 name=tom    
    add:  添加雇员
    list: 显示雇员
    find: 查找雇员
    exit: 退出系统
    find
    请输入要查找的id：
    6
    在第7条链表中找到 雇员 id = 6
    add:  添加雇员
    list: 显示雇员
    find: 查找雇员
    exit: 退出系统

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NoZW5ncWl1bWluZw_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20210724/0d2b9579d61b41b19cbe5d631e4f4466.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NoZW5ncWl1bWluZw_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20210724/dd670b0ed9d045fd839c802c5cbacdb3.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NoZW5ncWl1bWluZw_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20210724/7c1a1c06c0bf4af392b92ce854eb8bf5.png