哈希表(java)

哈希表

散列表(Hash Table,哈希表)是根据关键码值(key value)而直接进行访问的数据结构。

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函数,存放记录的数组叫做散列表。

一般来说,java程序直接访问数据库的速度较慢,这时候会加一个缓存层(缓存产品:redis,memcache)来增加访问速度,除此之外,我们还可以在缓存层自己写出一个哈希表来增加访问速度。

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哈希表:

  1. 数组+链表
  2. 数组+二叉树

一道题:有一个公司,当有新员工来的时候,要求将该员工信息加入,当输入该员工的id时,要求查找该员工的所有信息。(不使用数据库,速度越快越好==>哈希表)

思路分析:

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至少要创建3个类

  1. Emp雇员类,表示链表中的结点
  2. EmpLinkedList类,表示链表,链表类需要包含对雇员的操作(add,list,find,del)
  3. HashTab类,创建一个数组,表示HashTab,数组中包含一个链表;HashTab中仍然需要包含对雇员操作的函数,除此之外,还要包含一个散列函数,通过散列函数来找到对应的链表

代码实现:

package com.dataStructure;

import java.util.Scanner;

public class HashTab {
    public static void main(String[] args){
        HashTable hashTab = new HashTable();

        //菜单
        String key = "";
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        while(true){
            System.out.println("add");
            System.out.println("list");
            System.out.println("find");
            System.out.println("exit");

            key = scanner.next();
            switch(key){
                case"add":
                    System.out.println("id: ");
                    int id = scanner.nextInt();
                    System.out.println("name: ");
                    String name = scanner.next();
                    Emp emp = new Emp(id,name);
                    hashTab.add(emp);
                    break;
                case"list":
                    hashTab.list();
                    break;
                case"find":
                    System.out.println("输入你想查找的id" );
                    int idd = scanner.nextInt();
                    hashTab.find(idd);
                    break;
                case"exit":
                    scanner.close();
                    System.exit(0);
                default:
                    break;

            }
        }
    }

}

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

class EmpLinkedList{
    Emp head = null;
    public void add(Emp emp){
        Emp temp = head;
        while(true) {
            if (temp == null) {
                head = emp;
                break;
            }
            if(temp.next == null){
                temp.next = emp;
                break;
            }
            temp = temp.next;
        }
    }

    public void list(){
        if(head == null){
            System.out.println("list is null!!!");
            return;
        }
        Emp temp = head;
        while(true){
            System.out.println("第"+temp.id+"个雇员的名字为"+temp.name);
            if(temp.next == null){
                break;
            }
            temp = temp.next;
        }
    }

    public void find(int id){
        if(head == null){
            System.out.println("List is null!cannot find!");
            return;
        }
        Emp temp = head;
        while(true){
            if(id == temp.id){
                System.out.println("第"+temp.id+"个雇员的名字为"+temp.name);
                break;
            }
            if(temp.next == null){
                System.out.println("这里没有这个人的信息~");
                return;
            }
            temp = temp.next;
        }

    }


}

class HashTable{
    EmpLinkedList[] EmpLinkedListArr ;

    public HashTable(){
        EmpLinkedListArr = new EmpLinkedList[7];
        //这里必须初始化,否则出现空指针错误
        for (int i = 0; i<7 ;i++){
            EmpLinkedListArr[i] = new EmpLinkedList();
        }
    }

    public void add(Emp emp){
        int id = hash(emp.id);
        EmpLinkedListArr[id].add(emp);
    }

    public void list(){
        for(int i = 0;i<EmpLinkedListArr.length;i++){
            System.out.println("第"+i+"组:");
            EmpLinkedListArr[i].list();
        }
    }

    public void find(int id){
        int real_id = hash(id);
        EmpLinkedListArr[real_id].find(id);
    }

    public int hash(int id){
        return id%7;
    }
}

### Java 哈希表的实现与使用 #### 创建哈希表Java 中,可以通过 `new` 关键字来实例化一个哈希表对象。例如,可以使用如下代码创建一个名为 `hashtable` 的哈希表对象[^1]。 ```java Hashtable<String, Integer> hashtable = new Hashtable<>(); ``` 需要注意的是,在现代开发中更推荐使用 `HashMap` 而不是 `Hashtable`,因为后者是线程安全的但性能较低,而前者是非线程安全的但在单线程环境下效率更高。 --- #### 获取条目数量 为了获取哈希表中的条目数,可以调用 `size()` 方法。下面是一个简单的例子展示如何打印当前哈希表的大小[^2]: ```java int size = hashtable.size(); System.out.println("Size of map: " + size); ``` 此方法返回存储在哈希表中的键值对的数量。 --- #### 自定义类作为键的要求 当需要将自定义类的对象作为哈希表的键时,必须重写该类的 `hashCode` 和 `equals` 方法[^3]。这是因为 Java 使用 `hashCode` 来定位哈希桶的位置,并依赖于 `equals` 进行精确匹配。如果两个对象被认为是相等的,则它们的 `hashCode` 必须一致;反之则可能导致不正确的行为或丢失数据。 假设有一个表示学生的简单类: ```java public class Student { private String id; public Student(String id) { this.id = id; } @Override public boolean equals(Object obj) { if (this == obj) return true; if (!(obj instanceof Student)) return false; Student other = (Student) obj; return Objects.equals(this.id, other.id); } @Override public int hashCode() { return Objects.hash(id); } } ``` 上述代码展示了如何正确覆盖这两个方法以确保学生 ID 可用于唯一标识每个学生并适合作为哈希表的键。 --- #### 清空哈希表 要清除哈希表中的所有条目,可调用 `clear()` 方法。这会移除所有的映射关系并将内部结构恢复到初始状态而不销毁实际对象本身。 ```java hashtable.clear(); ``` 执行这条命令之后,任何先前存在的键值关联都将被删除。 --- #### 工作原理概述 从底层来看,Java 哈希表的工作机制涉及分配一段连续内存空间以及利用特定算法——即所谓的 **哈希函数** 将输入数据转换成对应的索引位置以便快速检索和更新操作[^4]。理想情况下,这种设计使得增删查改的时间复杂度接近 O(1),尽管冲突处理可能会稍微增加开销。 ---
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