彷佛是最實用的hashtable知識總結

哈希表:將對象轉換爲索引，而後存儲在數組中。

定義注意點：

• 對象：就是面向對象中的對象，能夠爲任何東西。整數、浮點數、日期、字符串、類。
• 轉換：經過hash函數來完成，hash函數是hash表的核心與難點。對於整數，能夠將取模運算做爲hash函數。
• 數組：hash表本質是就是一個數組(靜態、動態)，這也是名稱中"表"的含義。

體現的計算機思想： 空間換時間

思考角度，當空間無限時，可使用O(1)完成各項操做，當空間只要1個時，就退化爲線性表O(n)。

哈希表關注的核心問題

• 哈希函數如何設計
• 如何解決hash衝突

對於不一樣的關鍵字獲得了同一個hash地址，這種現象稱爲hash衝突(collision),形式化爲：key1≠key2,f(key1)==f(key2),其中f爲hash函數。

hash函數的設計原則

• 一致性：若是a==b,則hash(a)==hash(b),這是java自定義類時必須需重寫的hashcode方法緣由。

• 高效性：計算高效便捷，O(1),這也是使用動態數組，在適當的狀況下resize的緣由。

• 均勻性：哈希值的分佈越均勻越好，這就是取模法中模爲質數的緣由。

整數轉換爲索引的方法：取模法

hashcode=val%M,其中M爲一個質數，M的參考取值請點擊這兒。注意，公式總val爲正整數，若是類型爲int,能夠先進行去除符號操做：val=val&ox7fffffff。由於從二進制的角度看ox7fffffff就是0和31個1，正好把符號位過濾掉。

任何對象均可以表示爲整數。

• 浮點數：在計算機內部都是用32位或者64位二進制表示，從整數的角度去解析這些位，就找到了浮點數對應的整數。
• 字符串:字符串本質上能夠理解爲B(base)進制數，其中B能夠是不一樣字符串的個數。例如26。也能夠是任意設定的一個質數。
  • 例如：code=c*26^3+o*26^2+d*26^1+e*26^0
  • 例如：abcd=a*B^3+b*B^2+c*B^1+d*B^0，

進製表示的形式簡化以及編程實現：

hash(code)=(c*B^3+o*B^2+d*B^1+e*B^0)%M,能夠表示爲每一位乘以base，在加下一位

=((((c*B+o)*B+d)*B+e)%M,很重要，在java字符串的hashcode方法中B=31

=((((c%M)*B+o)%M*B+d)%M*B+e)%M,取餘操做能夠拿到括號裏面去。(此性質快速冪算法中很經常使用)

int hash=0;
for(int i=0;i<s.length;i++){
    hash=(hash*B+s.charAt(i))%M;
}
//java中B的是31，不在意是否溢出，只要返回的是一個整數就OK,不知道M是什麼，因此就沒有出現M。

• 日期類型：考慮每一個部分，每部分表示不一樣的權重(進制思惟)。

  • Date: year,month,day,則hash(date)=(((date.year%M)*B+date.month%M)*B+date.day)%M

• 類：分別將類的每個字段當作B進制中的某一位。依據B進制數進行轉換。

當將自定義的類做爲hashmap和hashSet的Key時，必須重寫hashcode方法和equal方法。

1.由於默認的hashcode()方法取對象的地址爲基礎得到的，而new()同一類的不一樣實例對象地址不一樣，使得hashcode的結果也不一樣，這就不知足一致性，例如，new Person("小明")兩次，它們的hashcode不一樣，但這顯然就不合理。

2.重寫hashcode()只是爲了得到正確的hash值，但當衝突了，還須要逐個字段進行比較才能肯定是否相等，這就要求重寫equal來完成，由於默認的equal就等於==，含義爲比較對象地址。

自定義hashcode和equals的實例

基本思路利用已有基本類型的包裝類和String類的hashcode()方法來生成咱們的hashcode()

public class Student {
    Integer grade;
    Integer cls;
    String name;
//省去無關代碼
    @Override
    public int hashCode() {//套路：模仿String，Base取31
        int B=31;
        int hash=0;
        hash=hash*B+grade.hashCode();
        hash=hash*B+cls.hashCode();
        hash=hash*B+name.hashCode();
        return hash;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object obj) {//有套路,逐個字段比較
        if(this==obj) return true;
        if(obj==null)return false;
        if(this.getClass()!=obj.getClass()) return  false;
        Student another=(Student) obj;
        return this.grade.equals(another.grade) &&
                this.cls.equals(another.cls) &&
                this.name.equals(another.name);//字符串比較相等，equals
    }
}

完整代碼以及測試用例，請點擊這兒。

hash衝突的解決方法：鏈地址法

數組中每一個元素保留的是地址。數組中每一個元素的位置是N%M

去掉符號位：hashcode(k1)&0X7FFFFFFF

動態空間(擴容和縮容)處理N/M>=upperTol和N/M<lowerTol

實現本身的hashtable，採用TreeMap做爲連接衝突元素的容器

都是先得到key索引，而後再獲某個元素。TreeMap<K,V> map=hashtable[hash(key)]。

完整源碼及測試代碼請點擊這兒。

更多關於hash衝突的辦法

1. 開放地址法。
2. 再哈希法：rehashing.