数据结构小白之哈希表

1.什么是哈希表?

哈希表(也称散列表),是根据关键码值而直接进行访问的数据结构。通过关键码映射到表中的位置来访问记录,加快查找速度

通俗点来说: 哈希表一般来说分为两种:
(1): 由数组和链表组成,每个数组对应着链表,可以说通过操作哈希表就可以同时操作多个链表(简单哈希表)

(2): 由数组和二叉树组成,通过操作哈希表就可以同时操作多个二叉树(稍微复杂一点的哈希表)

注:本次以简单哈希表为主

2. 学习哈希表的基础准备(这些东西之前都有涉及过)

* 数组的基本操作

* 链表的基本操作

* 如何将数组和链表进行结合

3.举个栗子

使用哈希表建立一个简单的员工信息表,包括员工的id,姓名。可以通过代码进行员工信息的添加,展示,查找

3-1: 构建一个员工的实例类

//相当于构建一个链表
public class Emp {
    public int id;
    public String name;
    public Emp next;//next默认为空
    public Emp(int id, String name){
        super();
        this.id=id;
        this.name=name;
    }
}

3-2: 构建一个链表,完成添加,遍历,查询操作(基础的链表操作)

//链表类
public class EmpLinkedList {
    //1.头指针指向第一个Emp,因此这个链表的head是直接指向第一个雇员的
    private Emp head;//默认为null

    //添加员工
    //1.假定添加雇员的时候,id是自增长的,id的分配总是从小到大的
    //2.将该雇员添加到最后
    public void add(Emp emp) {
        //添加第一个雇员
        if (head == null) {
            head = emp;
            return;
        }//不是第一个雇员就定位到最后
        Emp curEmp = head;
        while (true) {
            if (curEmp.next == null) {
                //说明你已经到最后了
                break;
            }
            curEmp = curEmp.next;
        }
        //赋值??
        curEmp.next = emp;
        // emp.next = null;
    }


    //遍历信息
    public void list(int no) {
        if (head == null) {
            System.out.println("第" + no  + "条链表为空");
            return;
        }
        System.out.print("第" + no  + "条链表的信息为:");
        Emp curEmp = head;
        while (true) {
            System.out.printf("=> id=%d name=%s\t", curEmp.id, curEmp.name);
            if (curEmp.next== null) {
                break;
            }
            curEmp = curEmp.next;
        }
        System.out.println();
    }

    //根据员工的信息进行查找
    //如果查找到了返回Emp,如果没有找到 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){
                //说明找到了,此时的curEmp已经为当前员工
                break;
            }
            //退出条件
            if(curEmp.next==null){
                curEmp=null;
                break;
            }
            curEmp=curEmp.next;
        }
        return curEmp;
    }


}

3-3: 创建一个哈希表,用来管理多个链表(其实就是创建一个链表数组)

注: 如何将数组和链表联系在一起?

可以使用一个散列函数,编写一个简单的算法定位链表(在这里使用了一个简单的%方法进行数组编号的定位)

 //编写一个散列函数,用来定位链表
    public int hashFun(int id) {
        return id % size;
    }
//创建哈希表用来管理多条链表
public 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];
        //坑,!!! 不要忘了分别初始化每个链表
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            empLinkedListArray[i] = new EmpLinkedList();
        }
    }

    //添加
    public void add(Emp emp) {
        //根据员工的id 定位到哪条链表
        int empLinkedListNO = hashFun(emp.id);
        //加入到链表中

        //empLinkedListArray[empLinkedListNO]可能为null
        empLinkedListArray[empLinkedListNO].add(emp);
    }

    //编写一个散列函数,用来定位链表
    public int hashFun(int id) {
        return id % size;
    }

    //遍历所有链表,遍历hashtab
    public void list() {
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            empLinkedListArray[i].list(i);
        }
    }

    public void findEmpById(int id) {
        //使用散列函数到那一条去找
        int empLinkedNo = hashFun(id);
        Emp emp = empLinkedListArray[empLinkedNo].findEmpById(id);
        if (emp != null) {//找到了
            System.out.println("恭喜你在第" + empLinkedNo + "条链表中找到名为" + emp.name + "的雇员");
        } else {
            System.out.println("没有找到该雇员");
        }
    }


}

3-4: 来一波主函数

import java.util.Scanner;

//哈希表 可以同时管理多条链表
public class HashTabMain {
    public static void main(String[] args) {
        //创建一个哈希表
        HashTab hashTab = new HashTab(7);
        //写一个简单菜单测试
        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();
                    //可以进行人员的创建
                    Emp emp = new Emp(id, name);
                    //加入hashTab
                    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;
            }
        }
    }
}

3-5: 运行结果

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