20162325 金立清 S2 W11 C20

20162325 2017-2018-2 《程序设计与数据结构》第11周学习总结

教材关键概念摘要

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在哈希方法中，元素保存在哈希表中，其在表中的位置由哈希函数确定。
两个元素或关键字映射到表中同一个位置的情形，称为冲突。
将每个元素映射到表中唯一位置的哈希函数称为理想哈希函数。
抽取仅适用元素值或关键字中的一部分来计算保存元素的位置。
在移位折叠方法中，将关键字的各部分加在一起计算下标。
将字符串中各字符按二进制格式进行处理，长度依赖方法和平方取中方法也适用于字符串。
虽然Java为所有的对象提供了hashcode方法，最好还是为特定的类定义一个具体的哈希函数。
处理冲突的链式方法，将哈希表看成是集合的表而不是各独立单元的表。
处理冲突的开放地址方法，即在表中寻找不同于该元素 初次哈希到的另一个开放的位置。
装载因子是哈希表扩展之前，表中允许的最大占有百分比。

哈希方法

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• HashCode是返回对象的哈希码。跟HashMap和Hashtable没多大关系。
  HashTable是方法是同步的，HashMap不是。
  HashMap中可以存在一条key或value为空的记录，Hashtable不可以。
  HashTable继承自Dictionary,HashMap继承自Map接口。

HashCode
在Java中，哈希码代表对象的特征。
　　例如对象 String str1 = “aa”, str1.hashCode= 3104
　　String str2 = “bb”, str2.hashCode= 3106
　　String str3 = “aa”, str3.hashCode= 3104
　　根据HashCode由此可得出str1!=str2,str1==str3
　　哈希码产生的依据：哈希码并不是完全唯一的，它是一种算法，让同一个类的对象按照自己不同的特征尽量的有不同的哈希码，但不表示不同的对象哈希码完全不同。也有相同的情况，看程序员如何写哈希码的算法。
　　下面给出几个常用的哈希码的算法。
　　1：Object类的hashCode.返回对象的内存地址经过处理后的结构，由于每个对象的内存地址都不一样，所以哈希码也不一样。
　　2：String类的hashCode.根据String类包含的字符串的内容，根据一种特殊算法返回哈希码，只要字符串内容相同，返回的哈希码也相同。
　　3：Integer类，返回的哈希码就是Integer对象里所包含的那个整数的数值，例如Integer i1=new Integer(100),i1.hashCode的值就是100 。由此可见，2个一样大小的Integer对象，返回的哈希码也一样。

类 HashMap

 java.lang.Object
  java.util.AbstractMap
      java.util.HashMap

类型参数：
K - 此映射所维护的键的类型
V - 所映射值的类型

基于哈希表的 Map 接口的实现。此实现提供所有可选的映射操作，并允许使用 null 值和null 键。（除了非同步和允许使用 null 之外，HashMap 类与 Hashtable 大致相同。）此类不保证映射的顺序，特别是它不保证该顺序恒久不变。

HashCode和HashMap之间的关系

import java.util.HashMap;
public class Test {

    //重写Equals不重写HashCode
    static class Key {
        private Integer id;
        private String value;
        
        public Key(Integer id, String value) {
            super();
            this.id = id;
            this.value = value;
        }
        @Override
        public boolean equals(Object o) {
            if(o == null || !(o instanceof Key)) {
                return false;
            }else {
                return this.id.equals(((Key)o).id);
            }
        }
    }
    //重写Equals也重写HashCode
        static class Key_ {
            private Integer id;
            private String value;
            
            public Key_(Integer id, String value) {
                super();
                this.id = id;
                this.value = value;
            }
            @Override
            public boolean equals(Object o) {
                if(o == null || !(o instanceof Key_)) {
                    return false;
                }else {
                    return this.id.equals(((Key_)o).id);
                }
            }
            @Override
            public int hashCode() {
                 return id.hashCode();
            }
             
        }
    public static void main(String[] args) {
        //test hashcode
        HashMap values = new HashMap(5);
        Test.Key key1 =   new Test.Key(1, "one");
        Test.Key key2 =   new Test.Key(1, "one");
        System.out.println(key1.equals(key2));
        values.put(key1, "value 1");
        System.out.println(values.get(key2));
        
        Test.Key_ key_1 =   new Test.Key_(1, "one");
        Test.Key_ key_2 =   new Test.Key_(1, "one");
        System.out.println(key_1.equals(key_2));
        System.out.println(key_1 == key_2);
        values.put(key_1, "value 1");
        System.out.println(values.get(key_2));
    }
}

由上述例子可见:
只重写了equasl方法的Key类 在用做Hash中的键值的时候 两个equasl为true的对象不能获取相应 的Value的
而重写了hashCode方法和equals方法的key_类 两个相等的对象 可以获取同一个Value的,这样更符合生活中 的逻辑
HashMap对象是根据Key的hashCode来获取对应的Vlaue 因而两个HashCode相同的对象可以获取同一个Value

哈希函数

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• 实际中的Hash函数是指把一个大范围映射到一个小范围。把大范围映射到一个小范围的目的往往是为了节省空间，使得数据容易保存。除此以外，Hash函数往往应用于查找上。所以，在考虑使用Hash函数之前，需要明白它的几个限制：

1. Hash的主要原理就是把大范围映射到小范围；所以，你输入的实际值的个数必须和小范围相当或者比它更小。不然冲突就会很多。
2. 由于Hash逼近单向函数；所以，你可以用它来对数据进行加密。
3. 不同的应用对Hash函数有着不同的要求；比如，用于加密的Hash函数主要考虑它和单项函数的差距，而用于查找的Hash函数主要考虑它映射到小范围的冲突率。

• Hash函数应用的主要对象是数组（比如，字符串），而其目标一般是一个int类型。以下我们都按照这种方式来说明。

一般的说，Hash函数可以简单的划分为如下几类：

1. 加法Hash；
2. 位运算Hash；
3. 乘法Hash；
4. 除法Hash；
5. 查表Hash；
6. 混合Hash；

解决冲突

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常用的解决hash冲突的方法

开放地址法
拉链法（链地址法）
多重散列法（再哈希法）
公共溢出区法

具体参见【java基础 10】hash算法冲突解决方法 - CSDN博客

从哈希表中删除元素

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• List

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