java 資料結構與算法之哈希表

1 哈希表的基本介紹

    哈希表也叫散清單，是根據關鍵碼值（key vaule）而直接進行通路的資料結構。它通過關鍵碼值映射到表中一個位置來通路記錄，以加快查找的速度。這個映射函數叫做散列函數，存放記錄的資料叫做散清單。

2 應用場景

   有一個公司，當有新員工來報道的時候，要求員工的資訊加入，當輸入員工的id時，要求查找到該員工的所有資訊。

  要求：不要使用功能資料庫，速度越快，越好===>哈希表（散清單）。

             添加資料時，保證按照id從低到高插入。

3. 思路分析

  使用連結清單來實作哈希表，該連結清單不帶表頭（連結清單的第一個結點就存放雇員的資訊）。

4 代碼實作：

package Hashtab;

import java.util.Scanner;

public class HashTabDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //建立一個哈希表
        HashTab hashtab =new HashTab(7);
        //寫一個簡單的菜單
        String key=" ";
        Scanner scanner=new Scanner(System.in);
        while (true){
            System.out.println("add: 添加雇員");
            System.out.println("list: 顯示雇員");
            System.out.println("find:查找雇員");
            System.out.println("exit：退出系統");
            key=scanner.next();
            switch (key){
                case "add":
                    System.out.println("輸入id");
                    int id = scanner.nextInt();
                    System.out.println("輸入名字");
                    String name=scanner.next();
                    //建立雇員
                    Emp emp=new Emp(id,name);
                    hashtab.add(emp);
                    break;
                case "list":
                    hashtab.list();
                    break;
                case "find":
                    System.out.println("請輸入要查找的id");
                    id=scanner.nextInt();
                    hashtab.findEmpByid(id);
                    break;
                case "exit":
                    scanner.close();
                    System.exit(0);
                default:
                    break;
            }
        }
    }
}

//表示一個雇員
class Emp{
    public int id;
    public String name;
    public Emp next;//預設為null

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

//建立HashTab管理多條連結清單
class HashTab{
    private EmpLinkedLsit[] empLinkedLsitsArray;
    private int size;//表示有多少條連結清單
    //構造器

    public HashTab(int size) {
        this.size = size;
        //初始化empLinkedListArray
        empLinkedLsitsArray = new EmpLinkedLsit[size];
        // 分别初始化每個連結清單
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            empLinkedLsitsArray[i]=new EmpLinkedLsit();
        }
    }

    //添加雇員
    public void add(Emp emp){
        //根據員工的id,得到該員工應該加入到那條連結清單
        int empLinkedListNo = hashFun(emp.id);
        //将emp添加到對應的連結清單中
        empLinkedLsitsArray[empLinkedListNo].add(emp);
    }

    //周遊所有的連結清單，周遊Hashtab
    public void list(){
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            empLinkedLsitsArray[i].list(i);
        }
    }

    //根據輸入的id，查找雇員
    public void findEmpByid(int id){
        //使用散函數确定到哪個連結清單查找
        int empLinkedListNo = hashFun(id);
        Emp emp = empLinkedLsitsArray[empLinkedListNo].findEmpByid(id);
        if (emp!=null){
            //找到
            System.out.printf("在第%d條連結清單中紮到 雇員id=%d\n",(empLinkedListNo+1),id);
        }else {
            System.out.println("在哈希表中，沒有找到該雇員");
        }
    }

    //編寫散列函數，使用一個簡答取模法
    public int hashFun(int id){
        return id%size;
    }
}

//建立EmpLinkedList，表示連結清單
class EmpLinkedLsit{
    //頭指針， 執行第一個Emp，是以我們的這個連結清單的head是指向第一個Emp
    private Emp head;//預設為null

    //添加雇員到連結清單
    //1. 假定，當添加雇員時，id是自增長的，即id的配置設定總是從小到大
    //是以我們将雇員直接加入到本連結清單的最後即可
    public void add(Emp emp){
        //如果添加的第一個雇員
        if (head==null){
            head=emp;
            return;
        }
        //如果添加的不是第一個雇員，就使用一個輔助指針，幫助定位到最後
        Emp curEmp=head;
        while (true){
            if (curEmp.next==null){
                //說明到連結清單的最後
                break;
            }
            curEmp=curEmp.next;//後移
        }
        //退出時，直接将Emp加入到連結清單中
        curEmp.next=emp;
    }

    //周遊連結清單的雇員資訊
    public void list(int no){
        if (head==null){
            //說明連結清單為空
            System.out.println("第 "+(no+1)+"連結清單為空");
            return;
        }
        System.out.println("第 "+(no+1)+"連結清單資訊為");
        Emp curEmp=head;//輔助指針
        while (true){
            System.out.printf("=>id=%d name=%s\t",curEmp.id,curEmp.name);
            if (curEmp.next==null){
                //說明curEmp已經是最後的節點
                break;
            }
            curEmp=curEmp.next;//後移
        }
        System.out.println();//換行
    }

    //根據id查找雇員
    //如果查到，就傳回Emp，如果沒有查到，就傳回null
    public Emp findEmpByid(int id){
        //判斷連結清單是夠為空
        if (head==null){
            System.out.println("連結清單為空");
            return null;
        }
        //輔助指針
        Emp curEmp=head;
        while (true){
            if (curEmp.id==id){
                //找到
                break;//這時的curEmp指向的就是要查找的雇員
            }
            if (curEmp.next==null){
                //說明周遊目前連結清單沒有找到該雇員
                curEmp=null;
                break;
            }
            curEmp=curEmp.next;//後移
        }
        return curEmp;
    }
}