D9-哈希表[Java数据结构和算法]

1. 哈希表的介绍和内存布局

　　1.1哈希表（Hash table，也叫散列表），是根据关键码值（Key value）而直接进行访问的数据结构。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

　　1.2 哈希表图例

 

2.哈希表实现思路图解

　　2.1 使用哈希表管理雇员信息的源代码

package cn.atguigu.Hashtable;

import java.util.Scanner;

public class HashTableDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建哈希表
        HashTable hashTable=new HashTable(7);
        //简单菜单
        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();
                Emp emp=new Emp(id, name);
                hashTable.add(emp);
                break;    
            case "list":
                hashTable.list();
                break;
            case "find":
                System.out.println("输入id'");
                id=scanner.nextInt();
                hashTable.findEmpbyID(id);
                break;
            case "exit":
                scanner.close();
                System.exit(0);
                break;
            default:
                break;
            }    
        }
    }
}

//创建hashtable 管理多条链表
class HashTable{
    private EmpLinkedList[] empLinkedListArray;
    private int size;    
    //构造器
    public HashTable(int size) {
        this.size=size;
        //初始化empLinkedListArray
        empLinkedListArray=new EmpLinkedList[size];
        //不要忘记初始化每一条链表
        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Hashtable
    public void list() {
        for(int i=0;i<size;i++) {
            empLinkedListArray[i].list(i);
        }
    }
    //编写散列函数，使用一个简单取模法
    public int hashFun(int id) {
        return id % size;
    }
    //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",empLinkedListNO+1,id);
        }else {
            System.out.println("在哈希表中没有找到该雇员");
        }
    }
}

//创建EmpLinkedList 表示链表
class EmpLinkedList{
    //头指针， 执行第一个Emp，因此我们这个链表的head，是指向第一个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是自增长的，即id的分配总是从小到大
    //因此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，则使用一个辅助的指针，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加入到链表
        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)+"条链表为空");
            return;
        }
        System.out.println("第"+(no+1)+"条链表的信息为");
        Emp curEmp=head;//辅助指针
        while(true) {
            System.out.printf("=>id=%d, name=%s	",curEmp.id,curEmp.name);
            if(curEmp.next==null) {//说明已经到达最后节点
                break;
            }
            curEmp=curEmp.next;//遍历
        }
        System.out.println();
    }
    
    //根据id查找雇员信息
    //如果找到，就返回Emp，如果没找到返回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) {
            if(curEmp.id==id) {//找到
                break;//这是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
                curEmp=null;
                break;
            }
            curEmp=curEmp.next;
        }
        return curEmp;
    }
}
//表示一个雇员
class Emp{
    public int id;
    public String name;
    public Emp next;
    public Emp(int id, String name) {
        super();
        this.id = id;
        this.name = name;
    }    
}