基本介绍

哈希表的原理

哈希表的关键思想是使用哈希函数将键映射到存储桶。更确切地说，

当我们插入一个新的键时，哈希函数将决定该键应该分配到哪个桶中，并将该键存储在相应的桶中；
当我们想要搜索一个键时，哈希表将使用相同的哈希函数来查找对应的桶，并只在特定的桶中进行搜索。

示例

在示例中，我们使用 y = x ％ 5 作为哈希函数。让我们使用这个例子来完成插入和搜索策略：

插入：我们通过哈希函数解析键，将它们映射到相应的桶中。
例如，1987 分配给桶 2，而 24 分配给桶 4。
搜索：我们通过相同的哈希函数解析键，并仅在特定存储桶中搜索。
如果我们搜索 1987，我们将使用相同的哈希函数将1987 映射到 2。因此我们在桶 2 中搜索，我们在那个桶中成功找到了 1987。
例如，如果我们搜索 23，将映射 23 到 3，并在桶 3 中搜索。我们发现 23 不在桶 3 中，这意味着 23 不在哈希表中。

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。

Java的官方文档建议我们在初始化哈希表时尽量指定哈希表的容量，以避免扩容所带来的性能消耗！！！

Map<Integer,Integer> hashMap = new HashMap<>(10);

哈希表的作用相当于一个缓存层

哈希表的内存布局图

哈希表例题代码实现

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，名字，住址…),当输入该员工的id时，要求查找到该员工所有信息。

要求：

不使用数据库，速度越快越好 => 哈希值(散列)

添加时，保证按照id从低到高插入

使用链表来实现哈希表，该链表不带头【即：链表的第一个结点就存放雇员信息】

示意图

散列函数：决定id对应到那个链表

哈希表至少要有三个类

public class HashTabDemo {
	public static void main(String[] args) {
		// 创建哈希表
		HashTab hashTab = new HashTab(7);
		// 写一个简单的菜单
		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();
				// 创建雇员
				Emp emp = new Emp(id, name);
				hashTab.add(emp);
				break;
			case "list":
				hashTab.list();
				break;
			case "find":
				System.out.println("请输入要查找的id");
				id = scanner.nextInt();
				hashTab.findEmpById(id);
				break;
			case "exit":
				scanner.close();
				System.exit(0);
			default:
				break;
			}
		}
	}
}
//创建HashTab管理多条链表
class HashTab {
	private EmpLinkedList[] empLinkedListArray;
	private int size;// 表示有多少条链表
	// 构造器
	public HashTab(int size) {
		this.size = size;
		// 初始化empLinkedListArray
		empLinkedListArray = new EmpLinkedList[size];
		// 这时不要分别初始化每个链表
		for (int i = 0; i < size; i++) {
			empLinkedListArray[i] = new EmpLinkedList();
		}
	}
	// 添加雇员
	public void add(Emp emp) {
		// 根据员工的id,得到该员工应当添加到那条链表
		int empLinkedListNO = hashFun(emp.id);
		// 将emp添加到对应的链表中
		empLinkedListArray[empLinkedListNO].add(emp);
	}
	// 遍历所有的链表，遍历hashtab
	public void list() {
		for (int i = 0; i < size; i++) {
			empLinkedListArray[i].list(i);
		}
	}
	// 根据输入的id,查找雇员
	public void findEmpById(int id) {
		// 使用散列函数确定到那条链表查找
		int empLinkedListNO = hashFun(id);
		Emp emp = empLinkedListArray[empLinkedListNO].findEmpById(id);
		if (emp != null) {// 找到
			System.out.printf("在第%d条链表中找到雇员 id = %d\n", (empLinkedListNO + 1), id);
		} else {
			System.out.println("在哈希表中，没有找到该雇员~");
		}
	}
	// 编写散列函数，使用一个简单取模法
	public int hashFun(int id) {
		return id % size;
	}
}
//表示一个雇员
class Emp {
	public int id;
	public String name;
	public Emp next;// next默认为null

	public Emp(int id, String name) {
		super();
		this.id = id;
		this.name = name;
	}
}
//创建EmplinkedList,表示链表
class EmpLinkedList {
	// 头指针，执行第一个Emp,因此这个链表的head是直接指向第一个Emp
	private Emp head;// 默认null
	// 添加雇员到链表
	// 说明
	// 1. 假定，当添加雇员时，id是自增长，即id的分配总是从小到大
	// 因此将该雇员直接加入到本链表的最后即可。
	public void add(Emp emp) {
		// 如果是添加一个雇员
		if (head == null) {
			head = emp;
			return;
		}
		// 如果不是第一个雇员，则使用一个辅助的指针，帮助定位到最后
		Emp curEmp = head;
		while (true) {
			if (curEmp.next == null) {// 说明到链表最后
				break;
			}
			curEmp = curEmp.next;// 后移
		}
		// 退出时直接将emp加入链表
		curEmp.next = emp;
	}
	// 遍历链表的雇员信息
	public void list(int no) {
		if (head == null) {// 说明链表为空
			System.out.println("第 " + (no + 1) + " 链表为空");
			return;
		}
		System.out.print("第 " + (no + 1) + " 链表的信息为");
		Emp curEmp = head;// 辅助指针
		while (true) {
			System.out.printf(" => id=%d name =%s\t", curEmp.id, curEmp.name);
			if (curEmp.next == null) {// 说明curEmp已经是最后节点
				break;
			}
			curEmp = curEmp.next;// 后移，遍历
		}
		System.out.println();
	}
	// 根据id查找雇员
	// 如果查找到，就返回Emp,如果没有找到，就返回null
	public Emp findEmpById(int id) {
		// 判断链表是否为空
		if (head == null) {
			System.out.println("链表为空");
			return null;
		}
		// 辅助指针
		Emp curEmp = head;
		while (true) {
			if (curEmp.id == id) {// 找到
				break;// 这时curEmp就指向要查找的雇员
			}
			// 退出
			if (curEmp.next == null) {// 说明遍历当前链表没有找到该雇员
				curEmp = null;
				break;
			}
			curEmp = curEmp.next;
		}
		return curEmp;
	}
}