java開放地址法和鏈地址法解決hash衝突的方法示例
hashMap對各位小夥們來說，沒有不知道的了，使用過的人想必或多或少的都瞭解一點hashMap的底層實現原理，總結來說就是，陣列+連結串列，至於原始碼的實現，大家可參看原始碼，今天想說的是hashMap是怎麼解決hash衝突的呢？
首先看一張圖，
從這張圖也大概可以看出來，hashMap維護的是一個數組，數組裡面的每個單元又是一個個連結串列，那麼為什麼會產生hash衝突呢？這也就是接下來要探討的問題。
既是陣列，必然會有長度，當我們在往陣列中插入資料的時候，不管是什麼型別的資料，對於陣列來說，就是佔據了某個下標對應的空間，那麼當加入的資料越來越多的時候，是否會出現多個數據佔據同一個位置呢？答案是肯定的，這就是hash衝突產生的原始因素；
首先，我們先弄清楚幾個概念，對於hashMap或者其他類似的map來說，我們往裡面新增資料的時候，並不是直接往數組裡面加，而是通過計算這個插入資料的hash值，即通過一個hash的演算法，然後把這個值加進去，以後再去查詢資料的時候，hashMap同樣會根據你的key，倒推出這個hash值然後取出資料，即這個hash值可以理解為插入值對應的陣列下表；
但通過實驗我們可以發現，hash函式計算不同的key的時候，可能得到相同的hash值，這樣一來，如果再用這個hash值作為陣列的標識這個值的下標，就無法定位這個值了，這個時候衝突就發生了；
下面我們用程式碼來模擬一下這個使用開發地址法解決hash衝突的問題，首先定義一個物件，這裡為Info,為了更接近真實場景，我們這裡的屬性都為字串，
什麼是開放地址法呢？
當衝突發生的時候，通過查詢陣列的一個空位，將資料插入進去，而不再用hash函式計算獲取數的下標，這個方法就叫做開發地址法；
public class Info {
private String key; //關鍵字，或者能標識物件的唯一屬性
private String name; //值域
public Info(String key,String name) {
this.key = key;
this.name = name;
}
public String getKey() {
return key;
}
public void setKey(String key) {
this.key = key;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
}接下來手工寫一個hashTable，用於模擬hashMap,
/**
* 模擬hashMap
*
*/
public class HashTable {
private Info[] arr;
/**
* 預設的構造方法
*/
public HashTable() {
arr = new Info[100];
}
/**
* 指定陣列初始化大小
*/
public HashTable(int maxSize) {
arr = new Info[maxSize];
}
/**
* 插入資料
*/
public void insert(Info info) {
//獲得關鍵字
String key = info.getKey();
//關鍵字所自定的雜湊數
int hashVal = hashCode(key);
//如果這個索引已經被佔用，而且裡面是一個未被刪除的資料
while(arr[hashVal] != null && arr[hashVal].getName() != null) {
//進行遞加，避免漏找
++hashVal;
//迴圈
hashVal %= arr.length;
}
arr[hashVal] = info;
}
/**
* 查詢資料
*/
public Info find(String key) {
int hashVal = hashCode(key);
while(arr[hashVal] != null) {
if(arr[hashVal].getKey().equals(key)) {
return arr[hashVal];
}
++hashVal;
hashVal %= arr.length;
}
return null;
}
/**
* 刪除資料
*/
public Info delete(String key) {
int hashVal = hashCode(key);
//迴圈查詢，陣列中下標為hashVal的值，沒有找到返回null
while(arr[hashVal] != null) {
if(arr[hashVal].getKey().equals(key)) {
Info tmp = arr[hashVal];
tmp.setName(null);
return tmp;
}
++hashVal; //由於陣列的值是連續的，為了避免漏找，需要依次往下找
hashVal %= arr.length;
}
return null;
}
/**
* 獲得關鍵字的hash值，也可以自定義
*/
public int hashCode(String key) {
BigInteger hashVal = new BigInteger("0");
BigInteger pow27 = new BigInteger("1");
for(int i = key.length() - 1; i >= 0; i--) {
int letter = key.charAt(i) - 96;
BigInteger letterB = new BigInteger(String.valueOf(letter));
hashVal = hashVal.add(letterB.multiply(pow27));
pow27 = pow27.multiply(new BigInteger(String.valueOf(27)));
}
return hashVal.mod(new BigInteger(String.valueOf(arr.length))).intValue();
}
}
可以看到，我們是通過對要插入的數值先進行hash編碼，再對數值的長度進行取模i，這樣得到的位置總能夠落在數值的長度內，
裡面有個地方可能不太好理解，就是在插入資料的時候，我們使用while迴圈進行插入，既然是開發地址，也就是說陣列的每一個閒置的空間我們都能使用，前提是這個位置沒有被其他的值佔用，由於陣列是連續的，所以我們需要迴圈的去尋找一個這樣的位置，所以才有 ++hashVal這段程式碼，直到找到了一個空位，然後我們把資料插入進去，
執行測試main方法，我們看到，資料成功插入，但通過hash函式計算得到的“a”和"ct"卻是一樣的，再一次印證了我們前面所說的問題，
以上便是所說的採用開發地址法解決hash衝突的解決方法，但這樣就萬無一失了嗎？
我們考慮一下，資料的長度是有限的，但我們可能會往數組裡面新增很多資料進去，陣列總有被填滿的時候，那樣開發地址法也不管用了，當然，實際業務中，如果可以預料資料的大小，我們可以採用這樣的方式解決部分問題，但問題是這樣確實不是萬無一失的解決辦法，
更合適的方式是什麼呢？其實就是hashMap中使用較多的鏈地址法，也就是一開始我們圖中展示的，基本結構仍然是一個數組，但是陣列的每個單元維護的不再是一個個資料，而是一個個連結串列，也就是類似於linkedList這樣的結構,當新插入的多個數據通過計算hash函式得到的是相同的陣列下標時候，我們只需要把值往這個索引位置維護的連結串列中插入即可，什麼是鏈地址法呢？
**
在hash表每個單元中設定連結串列，某個要插入的資料項的關鍵字還是像通常那樣對映到hash表的某個單元中，而資料項的本身則被插入到該單元維護的連結串列中；
**
下面用程式碼來實現一下這個過程，同上面所有不同的是，連結串列中的結構我們通過是維護者一個個節點，即Node ，對連結串列結構不熟悉的同學可以先自行百度一下，不是很難，
1、定義一個物件Info,
public class Info {
private String key;
private String name;
public Info(String key,String name) {
this.key = key;
this.name = name;
}
public String getKey() {
return key;
}
public void setKey(String key) {
this.key = key;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
}
2、定義一個Node作為連結串列中的基本儲存單元，
public class Node {
// 資料域
public Info info;
// 指標域,指向對下一個節點引用
public Node next;
public Node(Info info) {
this.info = info;
}
}
3、定義一個連結串列，
/**
* 模擬linkedList
*
* @author asus
*
*/
public class LinkList {
// 頭結點
private Node first;
public LinkList() {
first = null;
}
// 插入一個節點
public void insertFirst(Info info) {
Node node = new Node(info);
node.next = first;
first = node;
}
// 刪除一個節點，在頭結點後進行刪除
public Node deleteFirst() {
Node temp = first;
first = temp.next;
return temp;
}
/**
* 查詢方法
*/
public Node find(String key) {
Node current = first;
while (!key.equals(current.info.getKey())) {
if (current.next == null) {
return null;
}
current = current.next;
}
return current;
}
/**
* 刪除方法
*/
public Node delete(String key) {
Node current = first;
Node previous = first;
while (!key.equals(current.info.getKey())) {
if (current.next == null) {
return null;
}
previous = current;
current = current.next;
}
if (current == first) {
first = first.next;
} else {
previous.next = current.next;
}
return current;
}
}
4、模擬hashMap的幾個方法，
public class HashTable {
private LinkList[] arr;
/**
* 預設的構造方法
*/
public HashTable() {
arr = new LinkList[100];
}
/**
* 指定陣列初始化大小
*/
public HashTable(int maxSize) {
arr = new LinkList[maxSize];
}
/**
* 插入資料
*/
public void insert(Info info) {
String key = info.getKey();
// 獲取關鍵字的自定義hash函式
int hashVal = hashCode(key);
if (arr[hashVal] == null) { //如果陣列某個單元的位置為空，則需要重新構造一個linkList
arr[hashVal] = new LinkList();
}
arr[hashVal].insertFirst(info);
}
/**
* 查詢資料
*/
public Info find(String key) {
int hashVal = hashCode(key);
return arr[hashVal].find(key).info;
}
/**
* 刪除資料
*/
public Info delete(String key){
int hashVal = hashCode(key);
return arr[hashVal].delete(key).info;
}
/**
* 自定義計算hash的函式
*/
public int hashCode(String key) {
BigInteger hashVal = new BigInteger("0");
BigInteger pow27 = new BigInteger("1");
for (int i = key.length() - 1; i >= 0; i--) {
int letter = key.charAt(i) - 96;
BigInteger letterB = new BigInteger(String.valueOf(letter));
hashVal = hashVal.add(letterB.multiply(pow27));
pow27 = pow27.multiply(new BigInteger(String.valueOf(27)));
}
return hashVal.mod(new BigInteger(String.valueOf(arr.length))).intValue();
}
}
和上面開發地址法插入資料和查詢資料不同，此種方式進行資料查詢的時候，其實是進行兩次查到的，第一次定位陣列中的位置，第二次去到連結串列中，呼叫連結串列的查詢方法進行查詢，這一點值得注意，插入和刪除的思想也是類似，
下面我們來測試一下，可以看到，依然達到了效果，說明我們模擬的鏈地址法也生效了，
以上就是通過開發地址法和鏈地址法解決hash衝突的兩種方式，希望對大家理解hashMap的底層原理有所幫助…感謝觀看！也希望大家多多支援我們。