一文看懂如何用Java实现【哈希表】HashTable

一、什么是哈希表

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。

给定表M，存在函数f(key)，对任意给定的关键字值key，代入函数后若能得到包含该关键字的记录在表中的地址，则称表M为哈希(Hash）表，函数f(key)为哈希(Hash) 函数。

二、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:
不使用数据库,速度越快越好=>哈希表(散列)
添加时，保证按照id从低到高插入

三、解决思路

1. 创建员工信息
2. 创建员工信息链表
3. 根据员工信息链表创建数组
4. 每次添加员工时根据员工id计算码值
5. 根据码值将其添加到指定数组下的链表中
6. 查找时根据员工id计算码值，根据码值到链表中找到员工信息

四、代码实现

import java.util.Scanner;

public class HashTabDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建哈希表
        HashTab hashTab = new HashTab(7);
        //菜单
        String key = "";
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        while (true) {
            System.out.println("add: 添加员工");
            System.out.println("show: 显示所有员工");
            System.out.println("find: 根据id查找员工");
            System.out.println("exit: 退出");
            key = scanner.next();
            switch (key) {
                case "add":
                    System.out.print("请输入员工id：");
                    int id = scanner.nextInt();
                    System.out.print("请输入员工姓名：");
                    String name = scanner.next();
                    Emp emp = new Emp(id, name);
                    hashTab.add(emp);
                    break;
                case "show":
                    hashTab.show();
                    break;
                case "find":
                    System.out.print("请输入要查找的员工id：");
                    id = scanner.nextInt();
                    hashTab.findEmpById(id);
                    break;
                case "exit":
                    scanner.close();
                    System.exit(0);
                    break;
                default:
                    scanner.close();
                    break;
            }
        }
    }

}

/**
 * 创建哈希表存放链表
 */
class HashTab {
    //存放链表的数组
    private EmpLinkedList[] empLinkedListArray;
    /**
     * 链表总条数
     */
    private int size;

    /**
     * 构造器
     *
     * @param size 创建链表总条数
     */
    public HashTab(int size) {
        this.size = size;
        empLinkedListArray = new EmpLinkedList[size];
        //初始化每个链表头节点
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            empLinkedListArray[i] = new EmpLinkedList();
        }
    }

    /**
     * 散列函数，这里用取模法
     * @param id 员工id
     * @return
     */
    public int hashFun(int id) {
        return id % size;
    }

    /**
     * 添加员工
     *
     * @param emp 员工信息
     */
    public void add(Emp emp) {
        //计算hash，获取添加到那条链表
        int empLinkedListID = hashFun(emp.id);
        //进行添加
        empLinkedListArray[empLinkedListID].add(emp);
    }

    /**
     * 显示hashtab
     */
    public void show(){
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            empLinkedListArray[i].list(i);
        }
    }

    /**
     * 根据员工id查找员工
     * @param id 员工id
     */
    public void findEmpById(int id){
        int hashid = hashFun(id);
        Emp empById = empLinkedListArray[hashid].findEmpById(id);
        System.out.println(empById.id+" ==> "+empById.name);
    }
}

/**
 * 员工
 */
class Emp {
    public int id;
    public String name;
    public Emp next;

    public Emp(int id, String name) {
        super();
        this.id = id;
        this.name = name;
    }
}

/**
 * 所有员工信息
 */
class EmpLinkedList {
    //创建头节点
    private Emp head;

    /**
     * 添加员工到链表
     *
     * @param emp 员工
     */
    public void add(Emp emp) {
        //如果是第一个员工
        if (head == null) {
            head = emp;
            return;
        }
        //否则
        Emp curEmp = head;
        while (true) {
            //到链表最后进行退出
            if (curEmp.next == null) {
                break;
            }
            //当前节点的下一个节点的id如果比当前id大，则顺序添加
            if (curEmp.next.id > emp.id) {
                emp.next = curEmp.next;
                curEmp.next = emp;
                return;
            }
            //指针后移
            curEmp = curEmp.next;
        }
        //运行到最后将emp添加到链表中
        curEmp.next = emp;
    }

    /**
     * 打印员工信息
     *
     * @param no
     */
    public void list(int no) {
        if (head == null) {
            System.out.println("第 " + (no + 1) + " 个链表为空");
            return;
        }
        System.out.print("第 " + (no + 1) + " 个链表信息为：");
        //创建指针
        Emp curEmp = head;
        while (true) {
            System.out.print(" id=" + curEmp.id + " name=" + curEmp.name);
            //打印到最后进行退出
            if (curEmp.next == null) {
                break;
            }
            //指针后移
            curEmp = curEmp.next;
        }
        System.out.println();
    }

    /**
     * 根据员工id查找雇员
     *
     * @param id 员工id
     * @return
     */
    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) {
            //说明找到该员工
            if (curEmp.id == id) {
                break;
            }
            //退出
            if (curEmp.next == null) {
                curEmp = null;
                break;
            }
            //指针后移
            curEmp = curEmp.next;
        }
        //将员工信息返回
        return curEmp;
    }
}