哈希表（HashTable）

1. 相关概念

• 哈希函数：可通过该函数计算关键字的存储位置；
• 哈希冲突：不同关键字通过哈希函数计算出的存储位置一致；

2. 哈希函数选择（常用）

方法	介绍
直接定制法	取关键字的某个线性函数计算散列地址：Hash(key)=A*key+B；简单、均匀，但需要事先知道关键字的分布情况，适合查找比较小且连续的情况
除数留余法	设散列表中允许的地址数为m，取一个不大于m，但最接近或者等于m的质数p作为除数，按照哈希函数：Hash(key) = key% p(p<=m),将关键码转换成哈希地址

3. 哈希冲突（常用）

开散列法/哈希桶法/链地址法：

使用数组+链表的形式实现：

• 对关键字进行哈希映射，计算每个关键字的哈希地址，哈希地址一致的所有关键字处于同一个“桶”中；
• “桶”中所有元素以单链表的形式进行连接，链表头结点存储在哈希表中；
• “桶”中存放的是发生哈希冲突的元素；

如果哈希冲突比较严重，“桶”的大小会非常庞大，影响查找效率，所以可对其进行优化：

• 使用另一个哈希表实现“桶”或使用搜索树实现“桶”；

4. Set接口及实现类

• Set接口实现了Collection接口，用于存储无序、无重复的数据；
• HashSet、LinkedHashSet、TreeSet为Set接口的实现类；
• LinkedHashSet为HashSet的子类，使得遍历set时可按照元素插入顺序进行读取；
• HashSet线程不安全，为Set接口的主要实现类，可存储null值的key；
• TreeSet线程不安全，底层实现为红黑树，也就是平衡搜索树，元素必须为同一类型数据，之间可进行比较，因此TreeSet可进行定制排序；
  

4.0 常用方法

4.1 HashSet

• 无序性：指的是存储数据时并不按照底层数组的索引顺序进行存储，而是通过哈希值进行存储；
• 不可重复性：添加元素时会通过元素对应类型的equals方法和hashCode方法进行比较，查看是否重复，如果equals方法返回true则说明元素重复；
• 线程不安全，为Set接口的主要实现类，可存储null值的key；
• 元素插入操作：
  1）首先通过元素x对应类的hashCode方法计算元素x的哈希值hashVal；
  2）借助hashVal通过一定的算法计算元素x在哈希表中的哈希地址hashIndex：
  查看hashIndex处是否已经存有元素：（1）如果没有，则直接将x存储在该位置；（2）如果存有元素，则依次与此哈希桶中的每个元素进行比较，遍历比较过程中，如果某已有元素与x的哈希值一样且equals方法返回true则说明有重复元素，添加失败；反之如果哈希值一样但equals方法返回false或哈希值不一样则继续遍历单链表，直到链尾则说明无重复元素，添加成功；
• 要求：1）待添加元素所在类必须重写hashCode方法和equals方法；2）重写的hashCode方法和equals方法尽可能保证一致性：相等的对象必须具有相同的散列码；
  
  

4.2 LinkedHashSet

• 为HashSet的子类，在HashSet的基础上进行加强，将所有添加的元素按照添加顺序以链表形式连接起来，便于频繁遍历操作；
• 可存储null值的key；
• 每个元素存储时，同时维护两个引用，一个表示前驱结点，一个表示后继节点；

4.3 TreeSet

• TreeSet线程不安全，底层实现为红黑树，也就是平衡搜索树，元素必须为同一类型数据，之间可进行比较，因此TreeSet可进行自然排序（java.lang.Comparable接口）或定制排序（java.util.Comparator接口）；
  

• 自然排序下，TreeSet添加元素时，使用元素所在类中的compareTo()方法进行大小比较，如果返回值为0说明两元素内容相同；

• 定制排序下，TreeSet添加元素时，使用TreeSet对象实例化时传入的比较器Comparator中的compare()方法进行大小比较，如果返回值为0说明两元素内容相同；

4.4 例题

资料来源：尚硅谷