Java数据结构与算法_07 哈希表

Dear 丶 2023-07-13 04:09 122阅读 0赞

### Java数据结构与算法\_07 哈希表 ###

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***本人是个新手，写下博客用于自我复习、自我总结。  
如有错误之处，请各位大佬指出。  
学习资料来源于：尚硅谷***

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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。

这个哈希表可以用链表来实现，该链表不带表头 。\[即: 链表的第一个结点就存放信息\]

比如：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1NjEzOTMx_size_16_color_FFFFFF_t_70]

**实例：**  
![在这里插入图片描述][20200310153202798.png]  
像上面这个问题，可以使用哈希表来完成。

原本的步骤是：![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1NjEzOTMx_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

整个“哈希表”，可以考虑成三个部分：![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ1NjEzOTMx_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
第一个部分，就是建一个能存放很多链表的一个“大表”。  
第二个部分，就是在每一个位置上，建一个存放节点的链表。  
第三个部分，就是像以前一样，在链表中，建很多的节点，并实现增删改查等功能。

**完整代码：**

import java.util.Scanner;
    
    public class HashTabDemo { 
    
    	public static void main(String[] args) { 
    
    		// 创建哈希表
    		HashTab hashTab = new HashTab(7);
    
    		// 写一个简单的菜单
    		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();
    				// 创建 雇员
    				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;
    			}
    		}
    
    	}
    
    }
    
    // 创建HashTab 管理多条链表
    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];
    		for (int i = 0; i < size; i++) { 
    			empLinkedListArray[i] = new EmpLinkedList();
    		}
    	}
    
    	// 添加雇员
    	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);
    
    	}
    
    	// 遍历所有的链表,遍历hashtab
    	public void list() { 
    		for (int i = 0; i < size; i++) { 
    			empLinkedListArray[i].list(i);
    		}
    	}
    
    	// 根据输入的id,查找雇员
    	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~");
    		}
    	}
    
    	// 编写散列函数, 使用一个简单取模法
    	public int hashFun(int id) { 
    		return id % size;
    	}
    }
    
    // 表示一个雇员
    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;
    	}
    }
    
    // 创建EmpLinkedList ,表示链表
    class EmpLinkedList { 
    	// 头指针，指向第一个Emp。
    	private Emp head; // 默认null
    
    	// 添加雇员到链表
    	// 说明
    	// 1. 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，则使用辅助指针，帮助定位到最后
    		Emp curEmp = head;
    		while (true) { 
    			if (curEmp.next == null) { // 说明到链表最后
    				break;
    			}
    			curEmp = curEmp.next; // 后移
    		}
    		// 退出时直接将emp 加入链表
    		curEmp.next = emp;
    	}
    
    	// 遍历链表的雇员信息
    	public void list(int no) { 
    		if (head == null) {  // 说明链表为空
    			System.out.println("第 " + (no + 1) + " 个链表为空");
    			return;
    		}
    		System.out.print("第 " + (no + 1) + " 个链表中的雇员信息");
    		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();
    	}
    
    	// 根据id查找雇员
    	// 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) { 
    			// 找到
    			if (curEmp.id == id) { 
    				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;
    	}
    }

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