哈希表-线性探测

哈希表是一种数据结构，它可以提供快速的插入和查找操作。不论哈希表有多少数据，插入和删除（有时包括删除）只需要接近常量的时间，即O（1）的时间级。

哈希表运算非常快，在计算机程序中，如果需要在一秒钟内查找上千条记录，通常使用哈希表，哈希表的速度明显是树快。

哈希表也有一些缺点：它是基于数组的，数组创建后难于扩展。某些哈希表基本被填满时，性能下降非常严重，所以程序员必须要清楚表中将要存储多少数据。并且，也没有一种简便的方法可以以任何一种顺序遍历表中的数据项，如果需要这种能力，就只能选择其他数据结构。如果需要这种能力，就需要选择其他数据结构。然而，如果不需要有序遍历数据，并且可以提前预测数据量的大小，那么哈希表在速度和易用性方面是无与伦比的。

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开放地址法–方法1–线性探测

在线性探测中，线性的查找空白单元。如果5421是要插入数据的位置，它已经被占用了，那么就使用5422，然后是5423，依次类推，数组下标一直递增，直到找到空位，这就叫做线性探测，因为它沿着数组下标一步一步顺序的查找空白单元。

package com.hash;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;

class DataItem
{
private  int  iData;
//...................
public  DataItem(int ii)
{
iData = ii;
}

//.............
public  int  getKey()
{
return  iData;
}

}

class  HashTable
{
private  DataItem[]   hashArray;
private  int  arraySize;
private  DataItem  nonItem;  //for  deleted  items

//.....................
public  HashTable(int  size)
{
arraySize = size;
hashArray  =new  DataItem[arraySize];
nonItem = new  DataItem(-1);   //deleted  item key  is  -1

}

//................
public   void  displayTable()
{
System.out.println("Table:");
for (int i = 0; i < arraySize; i++)
{
if(hashArray[i] != null)
System.out.println(hashArray[i].getKey()+"");
else
System.out.println("");
}
System.out.println("");
}
//.............................

public int  hashFunc(int  key)
{
return  key % arraySize;  //哈希函数
}
//..........................
public  void insert(DataItem item)
//假设哈希表没有
{
int key = item.getKey();
int  hashVal = hashFunc(key);
while(hashArray[hashVal]   !=  null&& hashArray[hashVal].getKey() != -1)
{
++ hashVal; //go  to  next  cell
hashVal %= arraySize;
}
hashArray[hashVal]  = item;
}

//................................
public  DataItem  delete(int  key)
{
int  hashVal = hashFunc(key);
while(hashArray[hashVal] != null)
{
if(hashArray[hashVal].getKey() == key)
{
DataItem  temp = hashArray[hashVal];
//用特殊的数据项nonItem 覆盖原来的数据,这个变量事先定义为-1
hashArray[hashVal]  = nonItem;
return  temp;
}
++hashVal;
hashVal %= arraySize;
}
return  null;
}

/*
* find()方法首先调用hashFunc()方法把待查找关键字转换成数组下标hashVal。
* hashFunc()方法把%操作符应用于查找关键字和数组容量。
* 接着，在while循环中，find()方法检查这个下标所指单元是否为空（null） 。如果不为空，
* 他会检查这个数据项是否包含待检查关键字，如果包含，find()方法返回这个数据项
* 如果不包含，find()递增hashVal，并且回到while循环的开始，检查下一个单元是否被占用。
*/
public  DataItem  find(int  key)
{
int  hashVal = hashFunc(key);

while(hashArray[hashVal]  != null)
{
if(hashArray[hashVal].getKey()   == key)
return  hashArray[hashVal];
++hashVal;
hashVal  %= arraySize;
}
return  null;
}
//...............................

}

class  HashTableApp
{
public static void main(String[] args)  throws   Exception
{
DataItem   aDataItem;
//变量keyPerCell指定了关键字范围的比率，它是以数组大小为基础的。如果指定表长为20，那么关键字从0到200
int  aKey,size,n,keysPerCell;
System.out.print("Enter   size  of  hash table:");
size = getInt();

System.out.print("Enetr  initial  number  of  items:");
n=getInt();

keysPerCell = 10;

HashTable  theHashTable = new  HashTable(size);
for (int i = 0; i < n; i++)
{
aKey = (int)(java.lang.Math.random() * keysPerCell*size);
aDataItem =new  DataItem(aKey);
theHashTable.insert(aDataItem);
}
while(true)
{
System.out.print("Enter  firdt  letter  of");
System.out.print("show,insert,delete,or find:");
char  choice = getChar();
switch(choice)
{
case 's':
theHashTable.displayTable();
break;
case 'i':
System.out.print("Enter  key  value  to insert:");
aKey = getInt();

aDataItem = new  DataItem(aKey);
theHashTable.insert(aDataItem);
break;
case 'd':
System.out.print("Enter  key  valu
bbaa
e to delete:");
aKey = getInt();
theHashTable.delete(aKey);
break;
case 'f':
System.out.println("Enter  key  value  to find:");
aKey = getInt();
aDataItem = theHashTable.find(aKey);
if(aDataItem != null)
{
System.out.println("found"+aKey);
}
else
System.out.println("Could  not  find"+aKey);
break;
default:
System.out.print("Invalid  enery\n");
}
}
}
//.......................

public  static  String getString()  throws  Exception
{
InputStreamReader  isr = new  InputStreamReader(System.in);
BufferedReader   br = new  BufferedReader(isr);
String  s = br.readLine();
return  s;
}
//.........................
public static  char getChar()  throws  Exception
{
String  s= getString();
return  s.charAt(0);

}
//...............
public  static  int getInt()  throws  Exception
{
String  s= getString();
return  Integer.parseInt(s);
}

}