数据结构_哈希表_python实现

定义： 哈希表是一种数据结构，它是指一种由数组存储链表头部的表。我们根据哈希函数来对数据进行映射，从而把数据分配到这个表的不同链表中。这么做的目的是因为，单个链表进行查找效率很低，你只能逐一查找。而通过哈希函数分配到不同链表后，你只需要再从那个比较小的链表中进行查找。能够大大的提高查找效率。因此，判断哈希函数的好坏主要看能否把数据均匀分配到不同链表中，尽量不能出现大量数据聚集到同一链表的情况。

示意图

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。这是另一种说法，其实是同一种东西。

具体问题：
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 [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

代码实现：

#哈希表保存雇员信息
'''
1、一个数组，里面存储着链表，链表存储雇员信息
2、也就是说数组里面实际存储着链表的头节点
3、定义雇员结构{id,name,address}，即链表的结点
4、链表[]
5、HashTab[]
6、散列函数
'''

class Emp(object):
    def __init__(self,ID,name):
        self.ID = ID
        self.name=name
        self.next=None
    def show(self):
        print('雇员信息：'+str(self.ID)+' '+self.name)
        
class LinkedList(object):
    def __init__(self):
        self.head=None
    
    #添加雇员
    def add(self,emp):
        if self.head==None:
            self.head=emp
            return
        curEmp = self.head
        while True:
            if curEmp.next==None:
                break
            curEmp=curEmp.next
        curEmp.next=emp
    
    #寻找雇员，找到后返回emp,否则返回None
    def finEmp(self,ID):
        if self.head == None:
            return None
        curEmp = self.head
        while(True):
            if curEmp.ID == ID:
                break
            if curEmp.next == None:
                curEmp=None
                break
            curEmp = curEmp.next
        return curEmp
    
    #显示雇员
    def showlist(self,no):
        if self.head==None:
            print("链表{}为空！".format(no))
            return
        print('链表{}的信息为：'.format(no))
        curEmp = self.head
        while True:
            print('=> id={} name={} '.format(curEmp.ID,curEmp.name))
            if curEmp.next==None:
                break
            curEmp = curEmp.next#后移遍历
            
class HashTab(object):
    
    def __init__(self,size):
        self.arr = [LinkedList() for i in range(size)]
        self.size = size
     
    def hashFun(self,ID):
        return ID % self.size
    
    def add(self,emp):
        #根据雇员的id进行哈希，进而分配到不同的链表
        arrNo = self.hashFun(emp.ID)
        #将emp添加到对应的链表中
        self.arr[arrNo].add(emp)
    
    def lookAll(self):
        for i in range(self.size):
            self.arr[i].showlist(i+1)
    
    #根据输入遍历hashTab
    def findEmp(self,ID):
        empNo = self.hashFun(ID)
        emp = self.arr[empNo].finEmp(ID)
        if emp!=None:
            print('在第{}条链表中找到该雇员 name = {}'.format(empNo+1,emp.name))
            return emp
        else:
            print('在哈希表中没有找到该成员~')
        
            
    
        
emp1 = Emp(11,'肖茵')
emp2= Emp(672,'刘伟')
emp3= Emp(23,'王五')
emp4= Emp(42,'李四')
emp5= Emp(45,'张三')

haxi = HashTab(3)

while(True):
    print()
    key = input('add:添加雇员\nfind:查找雇员\nlist:显示雇员\nexit:退出系统\n')
    if key=='add':
        ID = int(input('ID = '))
        name = input('name = ')
        emp = Emp(ID,name)
        haxi.add(emp)
    elif key=='list':
        haxi.lookAll()
    elif key=='find':
        ID = int(input("ID = "))
        haxi.findEmp(ID)
    elif key=='exit':
        print('退出成功')
        break