算法通关村第五关青铜 | 队列和哈希的特征

1. Hash基础

1.1 Hash的概念和基本特征

哈希其实大家应该都知道一点，哈希也称散列，把任意长度的输入，通过散列算法，变成固定长度的输出值，这个输出值就是散列值。

哈希的存读时间复杂度是O(1)，假设有1-15这些数，存到长度是7的哈希表中，存储位置的计算公式是，index = number %  7,求余，余数是几就放在那个位置上。

 要看某个数是否在里面。用上面的求余公式，假如13，对7求余是6，直接访问6这个位置，13在这个位置，时间复杂度是O（1）

1.2 哈希碰撞处理方法

在上面可以发现，数字过多的时候，不同的值，通过散列函数计算出散列值相同的情况就叫碰撞，出现一个位置会有多个数字，那么这些数字在这个位置该怎么存储，常见的方法有：开放定址法（Java里的THreadLocal）、链地址法（Java里的ConcurrentHashMap）、再哈希法（布隆过滤器）、建立公共溢出区。重点看前两个。

1.2.1 开放定址法

这里写一种简单的方法， 当发生冲突的时候，会一次向后找空余的位置，比如1，位置有人就i去2位置，2位置有人就去3位置，。。。直到找到位置，会有扩容机制，下面讲

1.2.2 链地址法

将哈希表的每个单元作为链表的头结点，发生冲突的时候，散列表每个位置的链表会增长，

 当然，有可能出现链表过长的情况，如下

 上面有两种问题，第一数组的长度必须是2的n次幂，第二，元素的个数不能超过0.75X数组长度，大于的时候会触发扩容机制，每次两倍扩充，0.75是扩容因子，扩充每次都是原数组的二倍，16，32，64...

 2. 队列的基础知识

2.1 队列的概念和基本特征

队列就是日常生活中的排队模式，先来的先买东西，后来的依次在后面等待，即先入队者先 出队，后入队者，后出队，FIFO(first in first out)先进先出，两种实现形式，基于数组和链表。

2.2 实现队列

链表实现，在尾部插入元素，在front删除元素，敲完要测试，会有细节问题

public class LinkQueue {
    private Node front;

    private Node rear;

    private int size;

    public LinkQueue(){
        //虚拟结点
        this.front = new Node(0);
        this.rear = new Node(0);
    }

    //入队,在队尾入

    public void push(int value){
        Node newNode = new Node(value);
        Node temp = front;
        while (temp.next != null){
            temp = temp.next;
        }
        temp.next = newNode;
        rear = newNode;
        size++;
    }

    //出队,返回出队元素
    public int pull(){
        if (front.next == null){
            System.out.println("队列已空");
        }
        Node firstNode = front.next;
        front.next = firstNode.next;
        size--;
        return firstNode.data;
    }

    //遍历队列
    public void traverse(){
        Node temp = front.next;
        while (temp != null){
            System.out.print(temp.data + "\t");
            temp = temp.next;
        }
    }

    static class Node{
        public int data;

        public Node next;

        public Node(int data){
            this.data = data;
        }
    }
//测试
    public static void main(String[] args) {
        LinkQueue linkQueue = new LinkQueue();
        linkQueue.push(1);
        linkQueue.push(2);
        linkQueue.push(3);
        System.out.println("第一个出队元素：" + linkQueue.pull());
        System.out.println("队列元素 :");
        linkQueue.traverse();
    }
}