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Java数据结构之实现哈希表的分离链接法

哈希表的分离链接法 原理
Hash Table可以看作是一种特殊的数组。他的原理基本上跟数组相同，给他一个数据，经过自己设置的哈希函数变换得到一个位置，并在这个位置当中放置该数据。哦对了，他还有个名字叫散列

0 1
数据1 数据2
就像这个数组，0号位置放着数据1，1号位置放数据2
而我们的哈希表则是通过一个函数f(x) 把数据1变成0，把数据2变成1，然后在得到位置插入数据1和数据2。
非常重要的是哈希表的长度为素数最好！！
而且当插入数据大于一半的时候我们要进行扩充！！！
冲突问题产生
现在这个表就是2个数据，所以不会产生什么冲突，但是若一个数据他通过f(x)计算得到的位置也是0呢？是不是就跟数据1产生了冲突，因为数据1已经占据了这个位置，你无法进行插入操作。对不对。
所以我们该如何解决这个问题呢，诶，我们肯定是想两个都可以插入是不是，就像一个炸串一样把他串起来。如图
Java数据结构之实现哈希表的分离链接法
文章图片

a b c就像一个炸串，而如何实现这个炸串就有多种方式。这里我们用线性表来实现
线性表实现
我们可以用java自带的List ArrayList等表，这边也给出单链表的实现方式。
public class MyArray {

我们首先得创建一个内部类用来存放数据，以及保存下个节点
class ArrayNode{public AnyType data; public ArrayNode next; public ArrayNode(AnyType data){this(data,null); }private ArrayNode(AnyType data,ArrayNode next){this.data=https://www.it610.com/article/data; this.next=next; } }//save type node;

设置我们这个线性表所需要的对象，例如size和一个头节点，以及我们要进行初始化，判断这个表是否为空等。
private int theSize; //array list size private ArrayNode head; //head node every data behind it //init MyArray public MyArray(){doClear(); } public void clear(){doClear(); } private void doClear(){theSize=0; head=new ArrayNode<>(null); } //get size and is empty public int size(){return theSize; } public boolean isEmpty(){return theSize==0; }

接下来我们需要实现他的基本操作，是否包含，插入，获得以及删除。
//containpublic boolean contains(AnyType x){ArrayNode newNode=head; //get a new node=headwhile (newNode.next!=null) {newNode=newNode.next; if (newNode.data =https://www.it610.com/article/= x)return true; }return false; }//get the data in idx from arraypublic AnyType get(int idx){return get(idx,head).data; }private ArrayNode get(int idx,ArrayNode node){if(idx<0||idx>size())throw new IndexOutOfBoundsException(); //out of lengthArrayNode newNode=node; //find start head.nextfor (int i = 0; i < idx; i++)newNode=newNode.next; return newNode; }//set data into arraypublic void set(AnyType x){set(x,head); }private void set(AnyType x,ArrayNode node){ArrayNode newNode=node; while (newNode.next!=null)newNode=newNode.next; theSize++; newNode.next=new ArrayNode<>(x); }//removepublic void remove(AnyType x){remove(x,head); }private void remove(AnyType x,ArrayNode node){if(!contains(x))return; while (node.next!=null){node=node.next; if (node.next.data=https://www.it610.com/article/=x)break; }ArrayNode oldNode=node.next; node.next=null; node.next=oldNode.next; }}

哈希表实现
public class MyHashTable{//define the things that we need to useprivate static final int DEFAULT_SIZE = 10; private MyArray[] arrays; private int currentSize;

因为我实现的是学号的存储
也就是带0开头的数据 所以我用字符串
这里这个myHash就是我实现的简单哈希函数，即获得的数据字符串化，得到最后两个字符
private int myHash(AnyType x){String s=x.toString(); return Integer.parseInt(s.substring(s.length()-2,s.length())); }

初始化哈希表,设置的默认大小为10，然后进行素数判断，如果它不是素数，那么就找到他的下一个素数作为表的大小。
//init we should ensure that the table size is primepublic MyHashTable(){ensureTable(nextPrime(DEFAULT_SIZE)); makeEmpty(); }private void ensureTable(int x){arrays=new MyArray[x]; for (int i = 0; i < arrays.length; i++)arrays[i]=new MyArray<>(); }//make the array emptypublic void makeEmpty(){currentSize=0; for(MyArray myArray:arrays)myArray.clear(); }//size and emptypublic int size(){return currentSize; }public boolean isEmpty(){return currentSize==0; }

基本方法的实现，插入，获得，删除，包含
//contain xpublic boolean contains(AnyType x){int position=myHash(x); return arrays[position].contains(x); }//insert xpublic void insert(AnyType x){int position=myHash(x); if(arrays[position].contains(x))return; else if(arrays[position].size()==0)if(++currentSize>arrays.length)makeBigger(); arrays[position].set(x); }//get idx datapublic MyArray get(int idx){ return arrays[idx]; }

在这里，如果插入的时候啦，实际的currentSize大于二分之一表的大小了
则进行扩充表
一般扩充表的话，我们是直接两倍两倍扩充的。
//makeBiggerpublic void makeBigger() {MyArray[] oldArray = arrays; arrays = new MyArray[2 * arrays.length]; for (int i = 0; i < oldArray.length; i++)arrays[i] = oldArray[i]; }

下一个素数查找，如果他是偶数，则给他加1这样可以大大减少开销。
然后进行下一个素数判断，奇数当中找素数。
//nextPrimeprivate int nextPrime(int i){if(i%2==0)i++; for (; !isPrime(i); i+=2); //ensure i is jishureturn i; }

是否为素数判断，如果为2则范围true
如果是1或者为偶数则返回false
都不满足则从三开始，他的平方小于输入的数，用奇数进行操作，因为用偶数的话，前面那个2就直接判断了，所以我们用奇数，大大减少开销。
我们也可以设置他的判断条件是小于输入的二分之一，但是我们用平方进行判断大大减少了开销，而且对于奇数来说是十分有效果的。
//is Primeprivate boolean isPrime(int i){if(i==2||i==3)return true; if(i==1||i%2==0)return false; for (int j = 3; j*j<=i ; j+=2)if (i%j==0)return false; return true; }}

测试
public class test {public static void main(String[] args) {MyHashTable a=new MyHashTable<>(); a.insert("001"); a.insert("01"); for(int i=1; i 结果
Java数据结构之实现哈希表的分离链接法
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