JAVA数据结构之哈希表

1、哈希表基本介绍

●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。
●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。
●哈希表的核心：private emplinkedlist[] emplinkedlistarray;
●哈希表编程思路：
先根据对象的信息将其散列，得到 hashcode
根据对象的 hashcode 值，找到对应的数组下标，其实就是找到存储对象的链表
在链表中进行相应的增删改查操作

2、代码实现

2.1、emp 节点

//表示一个雇员
class empnode {
	public int id;
	public string name;
	public empnode next; // next 默认为 null

	public empnode(int id, string name) {
		super();
		this.id = id;
		this.name = name;
	}
}

2.2、emp 链表

●head 是首指针（指向真正存放数据的节点），不是头指针

//创建emplinkedlist ,表示链表
class emplinkedlist {
	// 首指针，指向第一个empnode,因此我们这个链表的head 是直接指向第一个empnode
	private empnode 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(empnode empnode) {
		// 如果是添加第一个雇员
		if (head == null) {
			head = empnode;
			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
		empnode 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 = empnode;
	}

	// 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) + " 链表为空");
			return;
		}
		system.out.print("第 " + (no + 1) + " 链表的信息为");
		empnode 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 empnode 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
		empnode curemp = head;
		while (true) {
			if (curemp.id == id) {// 找到
				break;// 这时curemp就指向要查找的雇员
			}
			curemp = curemp.next;// 后移
			// 退出
			if (curemp == null) {// 说明遍历当前链表没有找到该雇员
				break;
			}
		}

		return curemp;
	}

}

2.3、emp 哈希表

//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(empnode empnode) {
		// 根据员工的id ,得到该员工应当添加到哪条链表
		int emplinkedlistno = hashfun(empnode.id);
		// 将emp 添加到对应的链表中
		emplinkedlistarray[emplinkedlistno].add(empnode);
	}

	// 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);
		empnode empnode = emplinkedlistarray[emplinkedlistno].findempbyid(id);
		if (empnode != 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;
	}

}

2.4、代码测试

●测试代码

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");
			system.out.println();
			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
				empnode empnode = new empnode(id, name);
				hashtab.add(empnode);
				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;
			}
		}

	}

}

程序运行结果

add:  添加雇员
find: 查找雇员
exit: 退出系统

add
输入id
2
输入名字
oneby
add:  添加雇员
list: 显示雇员
find: 查找雇员
exit: 退出系统

add
输入id
8
输入名字
niuniu
add:  添加雇员
list: 显示雇员
find: 查找雇员
exit: 退出系统

list
第 1 链表为空
第 2 链表的信息为 => id=1 name=heygo  => id=8 name=niuniu 
第 3 链表的信息为 => id=2 name=oneby 
第 4 链表为空
第 5 链表为空
第 6 链表为空
第 7 链表为空
add:  添加雇员
list: 显示雇员
find: 查找雇员
exit: 退出系统

find
请输入要查找的id
1
在第2条链表中找到 雇员 id = 1
add:  添加雇员
list: 显示雇员
find: 查找雇员
exit: 退出系统

find
请输入要查找的id
8
在第2条链表中找到 雇员 id = 8
add:  添加雇员
list: 显示雇员
find: 查找雇员
exit: 退出系统

find
请输入要查找的id
9
在哈希表中，没有找到该雇员~
add:  添加雇员
list: 显示雇员
find: 查找雇员
exit: 退出系统

3.5、课后练习
●实现员工的删除

4、emp 哈希表全部代码

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");
			system.out.println();
			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
				empnode empnode = new empnode(id, name);
				hashtab.add(empnode);
				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(empnode empnode) {
		// 根据员工的id ,得到该员工应当添加到哪条链表
		int emplinkedlistno = hashfun(empnode.id);
		// 将emp 添加到对应的链表中
		emplinkedlistarray[emplinkedlistno].add(empnode);

	}

	// 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);
		empnode empnode = emplinkedlistarray[emplinkedlistno].findempbyid(id);
		if (empnode != 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 empnode {
	public int id;
	public string name;
	public empnode next; // next 默认为 null

	public empnode(int id, string name) {
		super();
		this.id = id;
		this.name = name;
	}
}

//创建emplinkedlist ,表示链表
class emplinkedlist {
	// 首指针，指向第一个empnode,因此我们这个链表的head 是直接指向第一个empnode
	private empnode 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(empnode empnode) {
		// 如果是添加第一个雇员
		if (head == null) {
			head = empnode;
			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
		empnode 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 = empnode;
	}

	// 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) + " 链表为空");
			return;
		}
		system.out.print("第 " + (no + 1) + " 链表的信息为");
		empnode 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 empnode 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
		empnode curemp = head;
		while (true) {
			if (curemp.id == id) {// 找到
				break;// 这时curemp就指向要查找的雇员
			}
			curemp = curemp.next;// 后移
			// 退出
			if (curemp == null) {// 说明遍历当前链表没有找到该雇员
				break;
			}
		}

		return curemp;
	}

}