算法与数据结构之哈希表

哈希表

哈希表(散列)-Google 上机题

1. 看一个实际需求，google 公司的一个上机题:
2. 有一个公司,当有新的员工来报道时,要求将该员工的信息加入(id,性别,年龄,住址..),当输入该员工的 id 时,要求查
   找到该员工的 所有信息. 3) 要求: 不使用数据库,尽量节省内存,速度越快越好=>哈希表(散列)

哈希表的基本介绍

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。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。

google 公司的一个上机题:

有一个公司,当有新的员工来报道时,要求将该员工的信息加入(id,性别,年龄,名字,住址..),当输入该员工的 id 时, 要求查找到该员工的 所有信息. 要求:

1. 不使用数据库,,速度越快越好=>哈希表(散列)
2. 添加时，保证按照 id 从低到高插入 [课后思考：如果 id 不是从低到高插入，但要求各条链表仍是从低到
   高，怎么解决?]
3. 使用链表来实现哈希表, 该链表不带表头[即: 链表的第一个结点就存放雇员信息]
4. 思路分析并画出示意图
5. 代码实现

package com.atguigu.hashtab;

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];
        //？留一个坑, 这时不要分别初始化每个链表
        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，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; //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)+" 链表为空");
            return;
        }
        System.out.print("第 "+(no+1)+" 链表的信息为");
        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) {
            if(curEmp.id == id) {//找到
                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;//以后
        }
        
        return curEmp;
    }
}