Java 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)哈希算法之哈希桶方式解決哈希沖突

更新時(shí)間：2022年02月12日 15:27:46 作者：春風(fēng)～十一載

實(shí)際上哈希桶是解決哈希表沖突的一種方法。常見的解決沖突的兩種方法：分離鏈接法、開放定址法。其中使用分離鏈接法，得到的對(duì)應(yīng)關(guān)系即為哈希桶

一. 實(shí)現(xiàn)形式一（鍵值對(duì)只能為整數(shù)）

我們可以先實(shí)現(xiàn)一個(gè)比較簡(jiǎn)單的哈希表，使用java中解決哈希沖突的方法，即哈希桶（開散列）方式實(shí)現(xiàn)，其中注意：

可以使用內(nèi)部類方式定義節(jié)點(diǎn)
負(fù)載因子默認(rèn)為0.75
因?yàn)槲覀兪褂玫氖枪Ｍ胺绞浇鉀Q哈希沖突，所以在我們擴(kuò)容成功之后，原來(lái)桶中的數(shù)據(jù)得重新哈希計(jì)算出新的位置，不然就和原來(lái)桶中的數(shù)據(jù)的位置不一樣了

相關(guān)代碼如下

public class HashBucket {

    static class Node {//使用內(nèi)部類方式定義節(jié)點(diǎn)
        public int key;
        public int val;
        public Node next;

        public Node(int key, int val) {
            this.key = key;
            this.val = val;
        }
    }

    private Node[] array;
    public int usedSize;

    public HashBucket() {
        this.array = new Node[10];
        this.usedSize = 0;
    }


    public void put(int key,int val) {//存放數(shù)據(jù)
        //1、確定下標(biāo)
        int index = key % this.array.length;
        //2、遍歷這個(gè)下標(biāo)的鏈表
        Node cur = array[index];
        while (cur != null) {
            //更新val
            if(cur.key == key) {
                cur.val = val;
                return;
            }
            cur = cur.next;
        }
        //3、cur == null   當(dāng)前數(shù)組下標(biāo)的鏈表中沒(méi)有key
        Node node = new Node(key,val);
        node.next = array[index];
        array[index] = node;
        this.usedSize++;
        //4、判斷當(dāng)前有沒(méi)有超過(guò)負(fù)載因子
        if(loadFactor() >= 0.75) {//負(fù)載因子我們認(rèn)為0.75
            //擴(kuò)容
            resize();
        }
    }

    public int get(int key) {//取出數(shù)據(jù)
        //以什么方式存儲(chǔ)的  那就以什么方式取
        int index = key % this.array.length;

        Node cur = array[index];

        while (cur != null) {
            if(cur.key == key) {
                return cur.val;
            }
            cur = cur.next;
        }

        return -1;
    }


    public double loadFactor() {//計(jì)算負(fù)載因子
        return this.usedSize*1.0 / this.array.length;
    }

    public void resize() {//擴(kuò)容函數(shù)
        //自己創(chuàng)建新的2倍數(shù)組
        Node[] newArray = new Node[2*this.array.length];
        //遍歷原來(lái)的哈希桶
        //最外層循環(huán) 控制數(shù)組下標(biāo)
        for (int i = 0; i < this.array.length; i++) {
            Node cur = array[i];
            Node curNext = null;
            while (cur != null) {
                //記錄cur.next
                curNext = cur.next;
                //在新的數(shù)組里面的下標(biāo)
                int index = cur.key % newArray.length;
                //進(jìn)行頭插法
                cur.next = newArray[index];
                newArray[index] = cur;
                cur = curNext;
            }
        }
        this.array = newArray;
    }

二. 實(shí)現(xiàn)方式二（改進(jìn)版）

上面我們實(shí)現(xiàn)的哈希表中的鍵值對(duì)只能存放整型數(shù)據(jù)，但若是比較復(fù)雜的類型，例如字符串，對(duì)象等等，此時(shí)就需要用到泛型了。其中注意：

同樣可以使用內(nèi)部類方式定義節(jié)點(diǎn)類型
使用泛型
將泛型轉(zhuǎn)換成整數(shù)時(shí)要用到hashCode方法
利用對(duì)象哈希值確定下標(biāo)，為了防止哈希值太大，應(yīng)該讓其%數(shù)組的長(zhǎng)度
遍歷數(shù)組下標(biāo)時(shí)，利用equals方法比較key是否相同
存放自定義的數(shù)據(jù)類型時(shí)，一定要重寫hashcode和equals方法

相關(guān)代碼如下

class Person {
    public String id;

    public Person(String id) {
        this.id = id;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "id='" + id + '\'' +
                '}';
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Person person = (Person) o;
        return Objects.equals(id, person.id);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(id);
    }
}
public class HashBuck2<K,V> {
    static class Node<K,V> {
        public K key;
        public V val;
        public Node<K,V> next;

        public Node(K key,V val) {
            this.key = key;
            this.val = val;
        }
    }


    public Node<K,V>[] array = (Node<K, V>[]) new Node[10];
    public int usedSize;

    public void put(K key,V val) {
        //通過(guò)hashcode方法定位數(shù)組的下標(biāo)
        int hash = key.hashCode();
        int index = hash % this.array.length;
        Node<K,V> cur = array[index];
        while (cur != null) {
            //equals 起的作用是遍歷當(dāng)前數(shù)組下標(biāo)的key是否相同
            if(cur.key.equals(key)) {
                cur.val = val;
            }
            cur = cur.next;
        }

        Node<K,V> node = new Node<>(key,val);
        node.next = array[index];
        array[index] = node;
        this.usedSize++;
    }

    public V get(K key) {
        int hash = key.hashCode();
        int index = hash % this.array.length;
        Node<K,V> cur= array[index];
        while (cur != null) {
            if(cur.key.equals(key)) {
                return cur.val;
            }
            cur = cur.next;
        }
        return null;
    }

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