12582917, 25165843, 50331653, 100663319, 201326611, 402653189, 805306457, 1610612741};
private static final int upperTol = 10;
private static final int lowerTol = 2;
private int capacityIndex = 0;
private TreeMap<K, V>[] hashtable;
private int size;
private int M;
//java学习交流:737251827
public HashTable(){this.M = capacity[capacityIndex];
size = 0;hashtable = new TreeMap[M];
for(int i = 0 ; i < M ; i ++)
hashtable[i] = new TreeMap<>();
}
private int hash(K key){
return (key.hashCode() & 0x7fffffff) % M;
}
public int getSize(){
return size;
}
}
2、往哈希表中添加元素
通过 hash 函数计算元素的数组索引,通过此索引在 hashtable 数组中找到 TreeMap,如果此 key 已存在 map 中,那么直接覆盖,如果不存在,直接添加到 map 中;而此 map 的底层实现是红黑树,所以我们的哈希表的底层实现可以认为是数组加红黑树的实现;
添加完元素检查是否需要扩容,扩容思想就是自增 capacityIndex 索引,然后去 capacity 数组中找对应的素数即可,这样保证了每次扩容后容量都是一个对应哈希表数据规模的素数;
resize 函数也非常简单,新建一个 TreeMap 数组,将原 map 数组中所有值复制到新数组,复制的过程有几个需要注意的点,先保存一下原数组的大小,再将 M 赋值为新数组的大小,为什么需要这么做?因为第一层 for 循环需要遍历的是原数组的大小,而第二层 foreach 循环求元素在新数组的 hash 值时需要使用新数组的大小;最后将 hashtable 引用指向新的数组;
public void add(K key, V value){
TreeMap<K, V> map = hashtable[hash(key)];
if(map.containsKey(key))
map.put(key, value);
else{
map.put(key, value);size ++;
if(size >= upperTol * M && capacityIndex + 1 < capacity.length){
capacityIndex ++;
resize(capacity[capacityIndex]);
}
}
}
private void resize(int newM){
TreeMap<K, V>[] new HashTable = new TreeMap[newM];
for(int i = 0 ; i < newM ; i ++)
newHashTable[i] = new TreeMap<>();
int oldM = M;
this.M = newM;
for(int i = 0 ; i < oldM ; i ++){
TreeMap<K, V> map = hashtable[i];
for(K key: map.keySet())
newHashTable[hash(key)].put(key, map.get(key));
}
this.hashtable = newHashTable;
}
3、从哈希表中移除元素
首先通过 hash 函数计算元素在数组中的索引,然后通过此索引去 hashtable 数组中找对应 map,如果 map 包含此元素,直接从 map 中删除元素即可;最后检查一下是否需要缩容,原理跟扩容是完全相同的;
public V remove(K key){
V ret = null;
TreeMap<K, V> map = hashtable[hash(key)];
if(map.containsKey(key)){
ret = map.remove(key);
size --;
if(size < lowerTol * M && capacityIndex - 1 >= 0){
capacityIndex --;
resize(capacity[capacityIndex]);
}}
return ret;
}
4、从哈希表中查找和修改元素
查找和修改的逻辑基本一致,首先通过 hash 函数计算元素在数组中的索引,然后通过此索引去 hashtable 数组中找对应 map,最后通过 map 的 put 函数去修改元素;通过 map 的 containsKey 或者 get 函数去查找元素;
public void set(K key, V value){TreeMap<K, V> map = hashtable[hash(key)];if(!map.containsKey(key))throw new IllegalArgumentException(key + " doesn't exist!");
map.put(key, value);}
public boolean contains(K key){return hashtable[hash(key)].containsKey(key);}
public V get(K key){return hash
table[hash(key)].get(key);}
5、哈希表完整代码
import java.util.TreeMap;
public class HashTable<K extends Comparable<K>, V> {
private final int[] capacity= {53, 97, 193, 389, 769, 1543, 3079, 6151, 12289, 24593,49157, 98317, 196613, 393241, 786433, 1572869, 3145739, 6291469,12582917, 25165843, 50331653, 100663319, 201326611, 402653189, 805306457, 1610612741};
private static final int upperTol = 10;private static final int lowerTol = 2;private int capacityIndex = 0;
private TreeMap<K, V>[]
hashtable;private int size;
private int M;
public HashTable(){
this.M = capacity[capacityIndex];size = 0;
hashtable = new TreeMap[M];
for(int i = 0 ; i < M ; i ++)
hashtable[i] = new TreeMap<>();
}
private int hash(K key){return (
key.hashCode() & 0x7fffffff) % M;
}
public int getSize(){
return size;
}