局域网内监控软件核心实现：PHP哈希表算法深度解析

<?php
/**
 * 局域网内监控软件 - 终端设备数据缓存哈希表实现（PHP）
 * 功能：存储终端IP对应的实时监控数据，支持插入、查询、更新、离线筛选
 */
class LanMonitorHashTable {
    // 哈希表核心存储容器（数组模拟，PHP数组本质就是哈希表实现）
    private $hashTable = [];
    // 哈希表负载因子阈值，用于动态扩容判断
    private $loadFactor = 0.75;
    // 哈希表初始容量
    private $capacity = 16;
    
    /**
     * 哈希函数：将终端IP转换为哈希索引（适配IPv4地址）
     * @param string $ip 终端设备IPv4地址（如192.168.1.100）
     * @return int 哈希索引
     */
    private function hashFunction($ip) {
        // 将IPv4地址拆分并转换为整数（如192.168.1.100 → 192*256^3 + 168*256^2 + 1*256 + 100）
        $ipSegments = explode('.', $ip);
        $ipInt = $ipSegments[0] * pow(256, 3) + $ipSegments[1] * pow(256, 2) + $ipSegments[2] * 256 + $ipSegments[3];
        // 取模运算获取哈希索引，避免索引超出当前容量
        return $ipInt % $this->capacity;
    }
    
    /**
     * 动态扩容：当负载因子超过阈值时，扩容为原容量的2倍并重新哈希
     */
    private function resize() {
        $this->capacity *= 2;
        $oldHashTable = $this->hashTable;
        $this->hashTable = [];
        // 重新哈希所有原有数据，插入新容量的哈希表中
        foreach ($oldHashTable as $ip => $monitorData) {
            $this->insert($ip, $monitorData);
        }
    }
    
    /**
     * 插入/更新终端监控数据
     * @param string $ip 终端IP地址（键）
     * @param array $monitorData 监控数据（值），包含status、cpu、memory
     * @return bool 操作结果
     */
    public function insert($ip, $monitorData) {
        // 校验监控数据格式，确保符合局域网内监控软件的需求
        if (!isset($monitorData['status'], $monitorData['cpu'], $monitorData['memory']) || !filter_var($ip, FILTER_VALIDATE_IP, FILTER_FLAG_IPV4)) {
            return false;
        }
        // 计算哈希索引
        $index = $this->hashFunction($ip);
        // 插入/更新数据（PHP数组自动处理拉链法冲突，无需手动实现链表）
        $this->hashTable[$ip] = $monitorData;
        // 检查负载因子，超过阈值则扩容
        $load = count($this->hashTable) / $this->capacity;
        if ($load > $this->loadFactor) {
            $this->resize();
        }
        return true;
    }
    
    /**
     * 查询指定终端的监控数据
     * @param string $ip 终端IP地址
     * @return array|false 监控数据（不存在则返回false）
     */
    public function query($ip) {
        return isset($this->hashTable[$ip]) ? $this->hashTable[$ip] : false;
    }
    
    /**
     * 筛选所有离线终端IP
     * @return array 离线终端IP列表
     */
    public function getOfflineDevices() {
        $offlineIps = [];
        foreach ($this->hashTable as $ip => $monitorData) {
            if ($monitorData['status'] === 'offline') {
                $offlineIps[] = $ip;
            }
        }
        return $offlineIps;
    }
    
    /**
     * 获取哈希表当前存储的终端数量
     * @return int 终端数量
     */
    public function getDeviceCount() {
        return count($this->hashTable);
    }
}
// 例程测试（模拟局域网内监控软件的数据交互流程）
$lanMonitorHash = new LanMonitorHashTable();
// 1. 插入3台终端的监控数据（模拟监控软件采集数据后缓存）
$lanMonitorHash->insert('192.168.1.101', [
    'status' => 'online',
    'cpu' => 28.5, // CPU使用率（%）
    'memory' => 45.2 // 内存占用率（%）
]);
$lanMonitorHash->insert('192.168.1.102', [
    'status' => 'offline',
    'cpu' => 0,
    'memory' => 0
]);
$lanMonitorHash->insert('192.168.1.103', [
    'status' => 'online',
    'cpu' => 62.3,
    'memory' => 78.9
]);
// 2. 查询指定终端（192.168.1.103）的监控数据
$deviceData = $lanMonitorHash->query('192.168.1.103');
echo "终端192.168.1.103监控数据：\n";
print_r($deviceData);
// 3. 筛选所有离线终端
$offlineDevices = $lanMonitorHash->getOfflineDevices();
echo "\n局域网内离线终端IP：\n";
print_r($offlineDevices);
// 4. 输出当前监控的终端总数
echo "\n当前局域网内监控软件已缓存终端数量：" . $lanMonitorHash->getDeviceCount() . "台\n";
?>