25、哈希表

来源：https://www.bilibili.com/video/BV1B4411H76f?p=77

一、问题/需求

希望在不使用数据库的情况下，存储一个公司的雇员信息（id,姓名等），尽量节省内存，速度越快越好。这时候可以用哈希表。

哈希表：也叫散列表，通过key-value的形式对数据进行访问，可以加快查找速度。具体来说，它的结构是数组+链表（或数组+二叉树）的形式。把关键码值（例如员工ID）映射到数组中，对数组下对应的链表进行存储或访问。这样的映射函数也叫散列函数。（常用的映射方式：关键码值对数组大小取余）

哈希表可以用作简单的java程序与SQL之间的缓存。

二、实现一个哈希表，存储雇员信息

public class HashTable {
    public static void main(String[] args) {
        HashTab hashTab = new HashTab(7);

        String key = "";
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        while (true){
            System.out.println();
            System.out.println("add:添加雇员");
            System.out.println("show:显示雇员");
            System.out.println("select: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name");
                    String name  = scanner.next();
                    Emp emp = new Emp(id, name);
                    hashTab.add(emp);
                    break;
                case "show":
                    hashTab.show();
                    break;
                case "select":
                    System.out.println("输入ID");
                    id  = scanner.nextInt();
                    hashTab.selecyById(id);
                    break;
                case "exit":
                    scanner.close();
                    System.exit(0);
                default:
                   break;
            }
        }
    }
}

//哈希表
class HashTab{
    //创建一个数组，数组内容的类型为下面的链表
    private EmpLinkedList[] empLinkedLists;
    private int size;

    public HashTab(int size) {
        this.size = size;
        empLinkedLists = new EmpLinkedList[size];
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            empLinkedLists[i] = new EmpLinkedList();
        }
    }

    //散列函数（映射方法）
    public int hashFunction(int id){
        return id % size;
    }

    //添加雇员
    public void add(Emp emp){
        int hashNo = hashFunction(emp.id);
        empLinkedLists[hashNo].add(emp);
    }

    //展示所有雇员
    public void show(){
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            empLinkedLists[i].show(i);
        }
    }

    //查找雇员
    public void selecyById(int id){
        int hashNo = hashFunction(id);
        Emp emp = empLinkedLists[hashNo].selectById(id);
        if(emp == null){
            System.out.println("没有找到雇员");
        }else {
            System.out.printf("在第%d条链表中找到了雇员，id = %d",hashNo+1,id);
            System.out.println();
        }
    }
}

//可以存放雇员的链表
class EmpLinkedList{
    private Emp head = null;

    //增加雇员
    public void add(Emp emp){
        if(head == null){
            head = emp;
            return;
        }
        Emp curEmp = head;
        while (true){
            if(curEmp.next == null){
                break;
            }
            curEmp = curEmp.next;
        }
        curEmp.next = emp;
    }

    //展示链表下的所有雇员 no:关键码值映射出来的数组内容
    public void show(int no){
        if(head == null){
            System.out.println("第"+no+"条链表为空");
            return;
        }
        System.out.println("第"+no+"条链表的内容为：");
        Emp curEmp = head;
        while (true){
            System.out.print("id="+curEmp.id+",name="+curEmp.name);
            if(curEmp.next == null){
                break;
            }
            curEmp = curEmp.next;
        }
        System.out.println();
    }

    //通过id查找雇员信息
    public Emp selectById(int id){
        if (head == null){
            System.out.println("链表为空");
            return null;
        }
        Emp curEmp = head;
        while (true){
            if(curEmp.id == id){
                break;
            }
            if(curEmp.next == null){
                curEmp = null;
                break;
            }
            curEmp = curEmp.next;
        }
        return curEmp;
    }
}


//雇员类
class Emp{
    public int id;
    public String name;
    public Emp next;

    public Emp(int id, String name) {
        this.id = id;
        this.name = name;
    }
}

测试及结果

add:添加雇员
show:显示雇员
select:查找雇员
exit:退出系统
show
第0条链表为空
第1条链表为空
第2条链表为空
第3条链表为空
第4条链表为空
第5条链表为空
第6条链表为空

add:添加雇员
show:显示雇员
select:查找雇员
exit:退出系统
add
输入ID
5
输入name
aa

add:添加雇员
show:显示雇员
select:查找雇员
exit:退出系统
add
输入ID
6
输入name
bb

add:添加雇员
show:显示雇员
select:查找雇员
exit:退出系统
add
输入ID
7
输入name
cc

add:添加雇员
show:显示雇员
select:查找雇员
exit:退出系统
show
第0条链表的内容为：
id=7,name=cc
第1条链表为空
第2条链表为空
第3条链表为空
第4条链表为空
第5条链表的内容为：
id=5,name=aa
第6条链表的内容为：
id=6,name=bb

add:添加雇员
show:显示雇员
select:查找雇员
exit:退出系统
select
输入ID
7
在第1条链表中找到了雇员，id = 7

add:添加雇员
show:显示雇员
select:查找雇员
exit:退出系统