数据结构与算法学习笔记六--哈希表

1. 哈希表的基本介绍

散射表（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。

2. 哈希表的由来

3. 举个例子

3.1 使用哈希表来管理雇员信息的思路分析

3.2 代码实现

public class EmployInformation {

    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 "exit":
                    scanner.close();
                    System.exit(0);
                case "find":
                    System.out.println("请输入要查找的id");
                    id = scanner.nextInt();
                    hashtab.findEmpById(id);
                    break;
                default:
                    break;
            }
        }


    }  
}

// 创建HashTab 管理多条链表
class HashTab {
    private EmpLinkedList[] empLinkedListArray;
    private int size;

    // 构造器
    public HashTab(int size) {
        this.size = size;
        // 初始化empLinkedListArray
        empLinkedListArray = new EmpLinkedList[size];
        // 数组里面的每一个链表都要初始化！！
        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，得到该员工应该添加到哪条链表
        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) {
        // 根据员工的id，得到该员工应该添加到哪条链表
        int empLinkedListNO = hashFun(id);
        //将 emp 添加到对应的链表中
        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 名字 = %s\n",(empLinkedListNO + 1),emp.name);
        } 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) {
        this.id = id;
        this.name = name;
    }
}

// 创建EmpLinkedList 
class EmpLinkedList {
    // 头指针，执行第一个Emp，因此我们这个链表的head 是直接指向第一个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;
        }
        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("无法在链表 " + no +" 中查询到雇员信息");
            return;
        }
        System.out.println("当前在链表 " + no +" 中已存在雇员信息如下：");
        Emp curEmp = head;//辅助指针
        while(true) {   
            System.out.println("id: " + curEmp.id + " name: " + curEmp.name); 
            if(curEmp.next == null) {
                break;
            }
            curEmp = curEmp.next;
        }   
        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) {
            if(curEmp.id == id) {
                break;
            }
            // 退出
            if (curEmp.next == null) {
                // 说明遍历当前链表没有找到该雇员
                curEmp = null;
            }
            curEmp = curEmp.next;
        }
        return curEmp;
    }
}