前言
一、应用实例
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,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,尽量节省内存,速度越快越好=>哈希表(散列)
二、哈希表基本介绍
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。
三、思路分析
- 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 [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?]
- 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]
- 思路分析并画出示意图
四、代码实现
4.1Employee.java 雇员实体类
package com.feng.ch11_hashtab;
/*
* 表示一个雇员
* */
public class Employee {
private int id;
private String name;
private String sex;
private int age;
private Employee next; // 默认为空
public Employee(int id, String name, String sex, int age) {
this.id = id;
this.name = name;
this.sex = sex;
this.age = age;
}
@Override
public String toString() {
return "Employee{" +
"id=" + id +
", name='" + name + '\'' +
", sex='" + sex + '\'' +
", age=" + age +
'}';
}
public int getId() {
return id;
}
public void setId(int id) {
this.id = id;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public String getSex() {
return sex;
}
public void setSex(String sex) {
this.sex = sex;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
public Employee getNext() {
return next;
}
public void setNext(Employee next) {
this.next = next;
}
}
4.2 EmployeeLinkedList.java 链表类
package com.feng.ch11_hashtab;
/*
* 表示链表
* */
public class EmployeeLinkedList {
public static void main(String[] args) {
EmployeeLinkedList employeeLinkedList = new EmployeeLinkedList();
Employee employee01 = new Employee(1, "小刘", "男", 12);
employeeLinkedList.addEmployee(employee01);
employeeLinkedList.list(1);
}
// 头指针，执行第一个 Employee ，因此我们这个链表的 head 是直接指向第一个 Employee
private Employee head;
public Employee getHead() {
return head;
}
/*
* 添加
* 说明：
* 1、假定当添加雇员时，id 是自增的，即 id的分配总是从小到大
* 2、因此我们将该雇员直接加入到本链表的最后即可。
* */
public void addEmployee(Employee employee) {
// 如果是添加第一个雇员
if (head == null) {
head = employee;
return;
}
// 如果不是第一个雇员，则使用一个辅助指针，帮助定位到最后
Employee temp = head;
while (true) {
if (temp.getNext() == null) {
break;
}
temp = temp.getNext();
}
// 添加雇员
temp.setNext(employee);
}
/*
* 遍历
* */
public void list(int no) {
if (head == null) { // 说明链表为空
System.out.println("第" + (no+1) + "条链表为空");
return;
}
// 使用辅助指针 帮助遍历
Employee temp = head;
System.out.print("第" + (no+1) + "条链表信息为：");
while (true) {
System.out.printf("=>id=%d name=%s sex=%s age=%d\t", temp.getId(), temp.getName(), temp.getSex(), temp.getAge());
if (temp.getNext() == null) {
break;
}
temp = temp.getNext();
}
System.out.println();
}
/*
* 根究 id 查找雇员
* 如果查找到，就返回 employee ，如果没有找到，就返回 null
* */
public Employee findEmployeeById(int id){
// 判断链表是否为空
if (head == null){
System.out.println("链表为空");
return null;
}
Employee temp = head;
while (true){
if (temp.getId() == id){ // 找到
break;
}
if (temp.getNext() == null){ // 没有找到
temp = null;
break;
}
temp = temp.getNext();
}
return temp;
}
}
4.3 HashTable.java 哈希表
package com.feng.ch11_hashtab;
/*
* 创建 HashTable 管理多条链表
* */
public class HashTable {
private EmployeeLinkedList[] employeeLinkedListArray;
private int size; // 表示共有多少条链表
// 构造器
public HashTable(int size) {
this.size = size;
// 初始化 employeeLinkedListArray
this.employeeLinkedListArray = new EmployeeLinkedList[size];
// 留一个坑，这样能不能用这个链表数组？
// 这时不要忘记分别初始化每个链表
// 好好想一想
for (int i = 0; i < size; i++) {
employeeLinkedListArray[i] = new EmployeeLinkedList();
}
}
// 添加雇员
public void add(Employee employee) {
// 根据员工的 id 得到该员工应当添加到 哪条链表
int employeeLinkedListNo = hashFun(employee.getId());
// 将 employee 添加到对应的链表中
employeeLinkedListArray[employeeLinkedListNo].addEmployee(employee);
}
// 遍历所有的 链表
public void list() {
for (int i = 0; i < size; i++) {
employeeLinkedListArray[i].list(i);
}
}
/*
* 根据输入的id ，查找雇员
* */
public void findEmployeeByid(int id) {
// 使用散列函数确定到哪条链表查找
int employeeLinkedListNo = hashFun(id);
Employee employee = employeeLinkedListArray[employeeLinkedListNo].findEmployeeById(id);
if (employee != null) {
System.out.printf("在第%d条链表中找到 雇员 id=%d\n", (employeeLinkedListNo + 1), id);
} else {
System.out.println("在哈希表中，没有找到该雇员~");
}
}
/*
* 编写一个散列函数
* 有很多方法，这里使用 简单取模法
*
* */
public int hashFun(int id) {
return id % size;
}
}
4.5 HashTableMain.java测试类
package com.feng.ch11_hashtab;
import java.util.Scanner;
/*
* 创建 HashTable 管理多条链表
* */
public class HashTableMain {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个 哈希表
HashTable hashTable = new HashTable(7); // 说明哈希表的数组 长度为7，下标从 0->6
// 写一个简单菜单
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();
System.out.println("输入性别");
String sex = scanner.next();
System.out.println("输入年龄");
int age = scanner.nextInt();
// 创建雇员
Employee employee = new Employee(id, name, sex, age);
hashTable.add(employee);
break;
case "list":
hashTable.list();
break;
case "find":
System.out.println("请输入要查找的id");
id = scanner.nextInt();
hashTable.findEmployeeByid(id);
break;
case "exit":
scanner.close();
System.exit(0);
break;
default:
break;
}
}
}
}
