一、哈希表的定义
散列表(Hash table,也叫哈希表),是根据键(Key)而直接访问在内存存储位置的数据结构。也就是说,它通过计算一个关于键值的函数,将所需查询的数据映射到表中一个位置来访问记录,这加快了查找速度。这个映射函数称做散列函数(哈希函数),存放记录的数组称做散列表。
二、哈希表的存储方式
(1)键值对:有一个key和一个value对应着,比如图中的101011是键值key,对应value 张三,学生的学号和姓名就是一个键值对
(2)Entry:在java jdk里把键值对叫做Entry
(3)在散列表中存储的是键值对
三、哈希冲突
这种情况就像图中展示的那样,学号为102011的李四,他的学号经过哈希函数的计算也得出了1,那么也要放到数组中为1的位置,可是这个位置之前已经被张三占了啊,这怎么办?这种情况就是哈希冲突或者也叫哈希碰撞。既然出现了这情况,不能不管李四啊,总得给他找个位置啊,怎么找呢?
处理哈希冲突
有两种主要的方法:一个是开放寻址法,一个是拉链法。
1.开放寻址法
开放寻址法其实简单来说就是,既然位置被占了,那就另外再找个位置不就得了,怎么找其他的位置呢?这里其实也有很多的实现,我们说个最基本的就是既然当前位置被占用了,我们就看看该位置的后一个位置是否可用,也就是1的位置被占用了,我们就看看2的位置,如果没有被占用,那就放到这里呗,当然,也有可能2的位置也被占用了,那咱就继续往下找,看看3的位置,一次类推,直到找到空位置。
哈希表的扩容
不止是没有空位置需要扩容,当哈希表被占的位置比较多的时候,出现哈希冲突的概率也就变高了,所以很有必要进行扩容。
那么这个扩容是怎么扩的呢?这里一般会有一个增长因子的概念,也叫作负载因子,简单点说就是已经被占的位置与总位置的一个百分比,比如一共十个位置,现在已经占了七个位置,就触发了扩容机制,因为它的增长因子是0.7,也就是达到了总位置的百分之七十就需要扩容。
还拿HashMap来说,当它当前的容量占总容量的百分之七十五的时候就需要扩容了。而且这个扩容也不是简单的把数组扩大,而是新创建一个数组是原来的2倍,然后把原数组的所有Entry都重新Hash一遍放到新的数组。
重新Hash就是:因为数组扩大了,所以一般哈希函数也会有变化,这里的Hash也就是把之前的数据通过新的哈希函数计算出新的位置来存放。
2.拉链法
之前说的开放寻址法采用的方式是在数组上另外找个新位置,而拉链法则不同,还是在该位置,可是,该位置被占用了咋整,总不能打一架,谁赢是谁的吧 ,当然不是这样,这里采用的是链表,什么意思呢?就像图中所示,现在张三和李四都要放在1找个位置上,但是张三先来的,已经占了这个位置,待在了这个位置上了,那李四呢?解决办法就是链表,这时候这个1的位置存放的不单单是之前的那个Entry了,此时的Entry还额外的保存了一个next指针,这个指针指向数组外的另外一个位置,将李四安排在这里,然后张三那个Entry中的next指针就指向李四的这个位置,也就是保存的这个位置的内存地址,如果还有冲突,那就把又冲突的那个Entry放在一个新位置上,然后李四的Entry中的next指向它,这样就形成了一个链表。