动态数组实现链地址法哈希表

通常情况下哈希函数的输入空间远大于输出空间，因此理论上哈希冲突是不可避免的。比如，输入空间为全体整数，输出空间为数组容量大小，则必然有多个整数映射至同一数组索引。

解决哈希冲突方法常见有：链地址法、开放寻址法。

注意：无论是开放寻址还是链地址法，它们只能保证哈希表可以在发生冲突时正常工作，但无法减少哈希冲突的发生。常见的哈希算法有：DM5、sha-1、sha-2和sha-3。

在原始哈希表中，每个桶仅能存储一个键值对。「链式地址 separate chaining」将单个元素转换为链表，将键值对作为链表节点，将所有发生冲突的键值对都存储在同一链表中。 

package com.wei.mybatisflex.demo;import java.util.ArrayList;
import java.util.List;/*** 链式地址哈希表*/
public class HashMapChaining {int size; // 键值对数量int capacity; // 哈希表容量double loadThres; // 触发扩容的负载因子阈值=(键值对数量/哈希表容量） 标准为： 0.75int extendRatio; // 扩容倍数List<List<Pair>> buckets; // 桶数组，这里用动态数组List<Pair>代替链表，一个桶就是一个链表。/*** 键值对定义*/class Pair{private int key;private String val;public Pair(int key, String val) {this.key = key;this.val = val;}}/* 构造方法 */public HashMapChaining() {size = 0;capacity = 4;loadThres = 2 / 3.0;extendRatio = 2;buckets = new ArrayList<>(capacity);for (int i = 0; i < capacity; i++) {buckets.add(new ArrayList<>());}}/* 哈希函数 */int hashFunc(int key) {return key % capacity;}/* 负载因子 */double loadFactor() {return (double) size / capacity;}/* 查询操作 */String get(int key) {int index = hashFunc(key);List<Pair> bucket = buckets.get(index);// 遍历桶，若找到 key 则返回对应 valfor (Pair pair : bucket) {if (pair.key == key) {return pair.val;}}// 若未找到 key 则返回 nullreturn null;}/* 添加操作 */void put(int key, String val) {// 当负载因子超过阈值时，执行扩容if (loadFactor() > loadThres) {extend();}int index = hashFunc(key);List<Pair> bucket = buckets.get(index);// 遍历桶，若遇到指定 key ，则更新对应 val 并返回for (Pair pair : bucket) {if (pair.key == key) {pair.val = val;return;}}// 若无该 key ，则将键值对添加至尾部Pair pair = new Pair(key, val);bucket.add(pair);size++;}/* 删除操作 */void remove(int key) {int index = hashFunc(key);List<Pair> bucket = buckets.get(index);// 遍历桶，从中删除键值对for (Pair pair : bucket) {if (pair.key == key) {bucket.remove(pair);size--;break;}}}/* 扩容哈希表 */void extend() {// 暂存原哈希表List<List<Pair>> bucketsTmp = buckets;// 初始化扩容后的新哈希表capacity *= extendRatio;buckets = new ArrayList<>(capacity);for (int i = 0; i < capacity; i++) {buckets.add(new ArrayList<>());}size = 0;// 将键值对从原哈希表搬运至新哈希表for (List<Pair> bucket : bucketsTmp) {for (Pair pair : bucket) {put(pair.key, pair.val);}}}/* 打印哈希表 */void print() {for (List<Pair> bucket : buckets) {List<String> res = new ArrayList<>();for (Pair pair : bucket) {res.add(pair.key + " -> " + pair.val);}System.out.println(res);}}/*** 测试*/public static void main(String[] args) {HashMapChaining hashMapChaining = new HashMapChaining();hashMapChaining.put(123, "23");hashMapChaining.put(124, "24");hashMapChaining.put(125, "25");hashMapChaining.put(126, "26");System.out.println("哈希表展示如下：");hashMapChaining.print();System.out.println("==================");String s = hashMapChaining.get(123);System.out.println("k=123对应的val值是："+s);System.out.println("==================");hashMapChaining.put(124, "99");System.out.println("把key=124的值换成99");hashMapChaining.print();System.out.println("==================");hashMapChaining.remove(124);System.out.println("删除key=124所对应的值：");hashMapChaining.print();}
}