java基础：开放定址法解决哈希冲突代码示例

分手后的思念是犯贱 2024-02-20 11:51 49阅读 0赞

## 代码示例 ##

开放定址法是另一种常用的解决哈希冲突的方法，它通过在哈希表中的其他空槽中寻找可用位置来插入具有相同哈希码的元素。具体的位置选择规则可以有多种方式，包括线性探测、二次探测和双重哈希等。

下面我们将演示使用线性探测的开放定址法来解决哈希冲突的过程：

public class OpenAddressingHashTable {
        
        private Entry[] table;
        private int capacity;
    
        public OpenAddressingHashTable(int capacity) {
        
            this.capacity = capacity;
            table = new Entry[capacity];
        }
    
        public void put(int key, String value) {
        
            int index = hash(key);
            int probeCount = 0;
            while (table[index] != null) {
        
                if (table[index].key == key) {
        
                    table[index].value = value;
                    return;
                }
                index = (index + 1) % capacity;  // 线性探测
                probeCount++;
                if (probeCount == capacity) {
        
                    throw new IllegalStateException("Hash table is full.");
                }
            }
            table[index] = new Entry(key, value);
        }
    
        public String get(int key) {
        
            int index = hash(key);
            int probeCount = 0;
            while (table[index] != null) {
        
                if (table[index].key == key) {
        
                    return table[index].value;
                }
                index = (index + 1) % capacity;  // 线性探测
                probeCount++;
                if (probeCount == capacity || table[index] == null) {
        
                    break;
                }
            }
            return null;
        }
    
        private int hash(int key) {
        
            return key % capacity;
        }
    
        private static class Entry {
        
            private int key;
            private String value;
    
            public Entry(int key, String value) {
        
                this.key = key;
                this.value = value;
            }
        }
    
        public static void main(String[] args) {
        
            OpenAddressingHashTable hashTable = new OpenAddressingHashTable(10);
            hashTable.put(1, "Value 1");
            hashTable.put(11, "Value 11");
            hashTable.put(21, "Value 21");
            hashTable.put(31, "Value 31");
    
            System.out.println(hashTable.get(1));   // Output: Value 1
            System.out.println(hashTable.get(11));  // Output: Value 11
            System.out.println(hashTable.get(21));  // Output: Value 21
            System.out.println(hashTable.get(31));  // Output: Value 31
        }
    }

在上面的示例中，我们创建了一个使用线性探测的开放定址哈希表 `OpenAddressingHashTable`。在 `put()` 方法中，我们计算键的哈希码并找到对应的槽，然后在哈希表中进行线性探测，直到找到一个空槽或具有相同键的元素。在 `get()` 方法中，我们使用相同的哈希码进行线性探测，直到找到具有相同键的元素或遍历完整个哈希表。

需要注意的是，开放定址法可能会导致聚集现象，即相同哈希码的元素会聚集在一起，造成性能下降。为了解决这个问题，通常需要采用合适的哈希函数和调整哈希表的容量等策略。

开放定址法是一种常用的解决哈希冲突的方法，它避免了使用链表等额外的数据结构，提供了简单而高效的插入、查找和删除操作。

## 存在问题 ##

开放定址法可以理解为在哈希表中重新寻找空的槽位来解决哈希冲突。当发生哈希冲突时，即两个元素计算得到相同的哈希码，开放定址法会通过一定的探测方法，找到下一个可用的槽位，并将冲突的元素插入到该位置。

最简单的探测方法是线性探测，它顺序地检查下一个槽位，直到找到一个空槽或遍历完整个哈希表。如果该槽位已经被占用，就继续检查下一个槽位，直到找到空槽。

除了线性探测，还有其他的探测方法，如二次探测和双重哈希等。二次探测通过使用二次方程来计算下一个槽位的位置，而双重哈希使用第二个哈希函数来计算下一个槽位的位置。

通过不断地探测下一个槽位，开放定址法可以找到一个空的位置来插入冲突的元素，从而解决哈希冲突。这种方法的好处是不需要额外的链表或其他数据结构来存储冲突的元素，因此节省了内存空间，并且具有较好的缓存性能。

然而，开放定址法也存在一些问题，如聚集现象和删除困难。聚集现象指的是相同哈希码的元素倾向于聚集在一起，导致性能下降。而删除元素时，需要采取一定的策略来标记已删除的槽位，以免影响后续的查找操作。

总的来说，开放定址法是一种简单而有效的解决哈希冲突的方法，通过重新寻找空的槽位来插入冲突的元素，避免了额外的数据结构，提供了较好的性能和空间效率。