JAVA數據結構之哈希表

hash表的優缺點

hash表比樹形結構快的原因，表的是位置是計算出來的通過hash函數，滿足隨機插入的結構。但是在有該優點的情況下，需要考慮哈希衝突

本例結構中採用鏈地址法【在hash表的每一個表單元，都是鏈表結構，發生衝突的元素，自動加入鏈表】

在jdk8以前採用的是鏈表解決，在jdk8之後，在處理哈希衝突時，先採用鏈表，當鏈表中size大於8時，轉化爲樹形結構，採用的紅黑樹結構。

//不需要像二分搜索樹一樣 鍵值實現可比較，只需要能實現hashCode 但每一個對象都是繼承自Object 所以都有hashCode方法
public class HashTable<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 M;//設置哈希表數組長度，選擇一個合適的素數
    private int size;//已經存儲的元素個數

    public HashTable() {
        this.M = capacity[CapacityIndex];
        this.size = 0;
        hashtable = new TreeMap[M];//只是開出了空間，還需要對每個空間進行實例化
        for (int i = 0; i < M; i++) {
            hashtable[i] = new TreeMap<>();
        }
    }


    private int hash(K key) {
        return (key.hashCode() & 0x7fffffff) % M;//消除掉key對應的hashCode的符號
    }

    public int getSize() {
        return size;
    }

    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++;
        }
        //判斷數組越界問題
        if (size >= upperTol * M && CapacityIndex + 1 < capacity.length) {
            CapacityIndex++;
            resize(capacity[CapacityIndex]);
        }
    }

    public V remove(K key) {
        TreeMap<K, V> map = hashtable[hash(key)];
        V ret = null;
        if (map.containsKey(key)) {
            ret = map.remove(key);
            size--;
        }

        if (size < lowerTol * M && CapacityIndex - 1 >= 0) {
            CapacityIndex--;
            resize(capacity[CapacityIndex]);
        }
        return ret;
    }

    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");
        } else {
            map.put(key, value);
        }
    }

    public boolean contains(K key) {
        return hashtable[hash(key)].containsKey(key);
    }

    public V get(K key) {
        return hashtable[hash(key)].get(key);
    }

    private void resize(int newM) {
        TreeMap<K, V>[] newHashTable = new TreeMap[newM];
        for (int i = 0; i < newM; i++) {
            newHashTable[i] = new TreeMap<>();
        }
        int oldM = M;
        this.M = newM;//在hash（）中會用到新的的M
        //必須重新給M賦值！！！
        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;
    }
}