数据结构与算法—哈希表

哈希表

1. 问题引出

  看一个实际需求，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，年龄等)，当输入该员工的id时，要求查到该员工的所有信息。要求： 不使用数据库，尽量节省内存，速度越快越好=>哈希表(散列)。

2. 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，存放记录的数据叫做散列表。

图1 哈希表

图2 哈希表的应用

3. 应用实例

题目:有一个公司，当有新元哦概念股来报道时，就将该员工的信息加入(id,name)，当输入该员工的id时，要求找到该员工的所有信息

要求：不使用数据库，速度越快越好 => 哈希表

图3 程序结构框图

代码如下[包含 增 删 查]

class HashTab {  //哈希表
    //定义大小为size的EmpLinkedList数组
    private int size;
    private EmpLinkedList[] empLinkedLists;

    public HashTab(int size) {
        this.size = size;
        //设置大小
        empLinkedLists = new EmpLinkedList[size];
        //但是注意！！！
        //数组大小虽然决定了 但是数组里的元素默认初始化为null
        //即每个EmpLinkedList = null;
        //需要初始化
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            empLinkedLists[i] = new EmpLinkedList();//初始化每个元素链表
        }
    }

    public void findEmpById(int no) {  //通过Id找对象
        //empLinkedLists[hashFun(no)] 找到对应的链表
        //.find(no) 在对应的链表中找相应的节点
        empLinkedLists[hashFun(no)].find(no);
    }

    public void delete(int no){ //根据编号删除对应元素
        //empLinkedLists[hashFun(emp.getId())] 找到对应的链表
        //.delete在对应的链表中删除节点
        empLinkedLists[hashFun(no)].delete(no);
    }

    public void add(Emp emp) {   //添加元素到哈希表中
        //empLinkedLists[hashFun(emp.getId())] 找到对应的链表
        //.add添加对象到对应的链表中
        empLinkedLists[hashFun(emp.getId())].add(emp);
    }

    public void list() { //显示哈希表中的数据
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            empLinkedLists[i].list(i);   //依次显示每一条链表的数据
        }
    }

    public int hashFun(int no) {   //散列函数 用来决定数据放哪一个链表
        return no % size;   //返回编号对size的取模
    }
}

class EmpLinkedList {    //定义Emp链表
    private Emp head = null;    //定义头节点

    public void add(Emp emp) {   //添加新员工 直接添加到最后一个位置
        if (head == null) {   //如果头节点是空的
            head = emp; //直接把头节点指向次员工
            return;
        }
        Emp temp = head;
        while (temp.getNext() != null) {//遍历到最后一个节点退出循环
            temp = temp.getNext();   //继续下一个节点
        }
        //退出循环后 此节点指向最后一个节点
        temp.setNext(emp);  //将最后一个节点next指向新的节点
    }

    public void delete(int no) { //根据no号删除对应的节点
        if (head == null) {
            System.out.println("此处无垠三变量");
            return;
        } else if (head.getId() == no) {   //如果头节点就是要删除的对象
            head = head.getNext();  //则直接头节点后移就行了
            return;
        }

        Emp temp = head;
        while (temp.getNext() != null) {
            if (temp.getNext().getId() == no) { //如果下一个节点是删除的节点
                temp.setNext(temp.getNext().getNext()); //将temp的next指向后面第二位
                break;
            }
            temp = temp.getNext();  //否则后移 继续判断下一位
        }
    }

    public void find(int no) {   //查找对应no是否存在
        if (head == null) {
            System.out.println("目标不存在");
            return;
        }
        Emp temp = head;
        while (temp != null) {//遍历每一个节点
            if (temp.getId() == no) { //说明找到了对应的目标
                System.out.println(temp);   //输出对应的信息
                return;
            }
            temp = temp.getNext();   //继续下一个节点
        }
        //正常退出循环后 说明目标不存在
        System.out.println("目标不存在");
    }

    public void list(int no) { //显示链表
        if (head == null) {   //说明为空
            System.out.println("第" + (no + 1) + "条链表为空");
            return;
        }
        Emp temp = head;
        System.out.print("第" + (no + 1) + "条链表:");
        while (temp != null) {//遍历每一个节点
            System.out.print(temp + " ");
            temp = temp.getNext();   //继续下一个节点
        }
        System.out.println();
    }
}

class Emp {  //定义Emp节点

    private int Id; //编号
    private String name;    //名字
    private Emp next;   //指向下一个节点 默认为null

    public Emp(int id, String name) {   //构造器
        Id = id;
        this.name = name;
    }

    public Emp getNext() {
        return next;
    }

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

    public int getId() {
        return Id;
    }

    public void setId(int id) {
        Id = id;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

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

    @Override
    public String toString() {
        return "{" +
                "Id=" + Id +
                ", name='" + name + '\'' +
                ", next=" + (next == null ? null : next.hashCode()) +
                '}';
    }
}

其实整个代码不难理解，就是在链表的基础上，创建了多个链表进行管理。看韩老师敲一遍代码，自己就能敲出来了。