java 散列与散列码探讨 ,简单HashMap实现散列映射表执行各种操作示列
package org.rui.collection2.maps;
/**
* 散列与散列码
* 将土拔鼠对象与预报对象联系起来，
* @author lenovo
*
*/
//土拨鼠
public class Groundhog {
protected int number;
public Groundhog(int n)
{
number=n;
}
@Override
public String toString() {
return "Groundhog #" + number;
}
}
package org.rui.collection2.maps;
import java.util.Random;
//预测
public class Prediction {
private static Random rand=new Random(47);
private boolean shadow=rand.nextDouble()>0.5;
@Override
public String toString() {
if(shadow)
return "六周后是冬天";//六个周的冬天six more weeks of winter
else
return "早春";//早春Early spring!
}
}
package org.rui.collection2.maps;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
/**
* 散列与散列码
* 将土拔鼠对象与预报对象联系起来，
* 每个Groundhog被 予一个标识 数字，于是可以在hasmmap中这样查找Prediction：
* 给我与Groundhog #3相关的prediction
* prediction类包含一个boolean 和toString
* 布尔 值用random来初始化；而Tostring方法则解释结果。
* detecSpring方法使用反射机制来实例化例用Groundhog类或任何从GroundHog派生出来的类.
*
* @author lenovo
*
*/
public class SpringDetector {
//发现
public static <T extends Groundhog> void detectSpring(Class<T> type) throws Exception
{
Constructor<T> ghog=type.getConstructor(int.class);
Map<Groundhog, Prediction> map=new HashMap<Groundhog, Prediction>();
//初始化map
for(int i=0;i<10;i++)
{
map.put(ghog.newInstance(i), new Prediction());
}
System.out.println("map:="+map);
//生成一个number=3的士拔鼠
Groundhog gh=ghog.newInstance(3);
//查找预测
System.out.println("looking up prediction for:"+gh);
//在初始化中的map中查找
if(map.containsKey(gh))
System.out.println(map.get(gh));
else
System.out.println("key not found "+gh);
//看起来很简单，但是他不工作，无法找到 需要实现hacode 和equals 下章讲解
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
detectSpring(Groundhog.class);
}
}
/**output:
map:={Groundhog #5=早春, Groundhog #7=早春, Groundhog #8=六周后是冬天, Groundhog #0=六周后是冬天, Groundhog #9=六周后是冬天, Groundhog #2=早春, Groundhog #1=六周后是冬天, Groundhog #4=六周后是冬天, Groundhog #3=早春, Groundhog #6=早春}
looking up prediction for:Groundhog #3
key not found Groundhog #3
*/
package org.rui.collection2.maps;
/**
* 如果要使用自已的类作为HashMap的健，必须同时重载hashCode和equlas
* 示列
* @author lenovo
*
*/
//土拨鼠2
public class Groundhog2 extends Groundhog{
//public int number;
public Groundhog2(int n){ super(n);}
@Override
public int hashCode() {
return number;
}
@Override
public boolean equals(Object obj) {
return obj instanceof Groundhog2 &&
(number==((Groundhog2)obj).number);
}
}
package org.rui.collection2.maps;
/**
* Groundhog2.hashCode返回Groundhog的标识数字（编号）作为散列码。
* 在此例中，程序员负责确保不同的groundhog具有不同的编号。hashCode并不需要总是能够返回唯一的标识 码
* 但equals必须严格判断对象是否相同
* @author lenovo
*
*/
public class SpringDetector2 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
SpringDetector.detectSpring(Groundhog2.class);
}
}
/**
map:={Groundhog #0=六周后是冬天, Groundhog #1=六周后是冬天, Groundhog #2=早春, Groundhog #3=早春, Groundhog #4=六周后是冬天, Groundhog #5=早春, Groundhog #6=早春, Groundhog #7=早春, Groundhog #8=六周后是冬天, Groundhog #9=六周后是冬天}
looking up prediction for:Groundhog #3
早春
*/
package org.rui.collection2.maps;
import java.util.*;
/**
* 理解hashCode
* 使用散列的目地在于 :你要使用一个对象来查找另一个对象.
* 不过使用TreeMap或者你自已实现的Map也可以达到此目地 下面的示例用
* 一对ArrayList实现了一个Map
*
* @author lenovo
*
*/
public class SlowMap<K, V> extends AbstractMap<K, V> {
private List<K> keys = new ArrayList<K>();
private List<V> values = new ArrayList<V>();
public V put(K key, V value) {
V oldValue = get(key);
if (!keys.contains(key)) {
keys.add(key);
values.add(value);// 添加新的
} else
// 它将被用来查找表示它在keys列表中的位置的数值型索引 并且这个数字被用作索引来产生与values列表相关联的值
values.set(keys.indexOf(key), value);
return oldValue;
}
public V get(Object key) {
if (!keys.contains(key))
return null;
return values.get(keys.indexOf(key));
}
public Set<Map.Entry<K, V>> entrySet() {
Set<Map.Entry<K, V>> set = new HashSet<Map.Entry<K, V>>();
Iterator<K> ki = keys.iterator();
Iterator<V> vi = values.iterator();
while (ki.hasNext()) {
set.add(new MapEntry<K, V>(ki.next(), vi.next()));
}
return set;
}
public static void main(String[] args) {
// 慢的
SlowMap<String, String> map = new SlowMap<String, String>();
map.put("CAMEROON", "yaounde");
map.put("A", "aa");
map.put("B", "bb");
map.put("C", "cc");
System.out.println(map);
System.out.println(map.get("A"));
System.out.println(map.entrySet());
}
}
/**output:
{CAMEROON=yaounde, C=cc, B=bb, A=aa}
aa
[CAMEROON=yaounde, C=cc, B=bb, A=aa]
*/
package org.rui.collection2.maps;
import java.util.Map;
/**
* 想要创建自已的map类型，就必须同时定义Map.Entry的实现
*
* @author lenovo
*
*/
public class MapEntry<K, V> implements Map.Entry<K, V> {
private K key;
private V value;
public MapEntry(K key, V value) {
this.key = key;
this.value = value;
}
@Override
public K getKey() {
return key;
}
@Override
public V getValue() {
return value;
}
@Override
public V setValue(V v) {
V result = value;
value = v;
return result;
}
public int hashCode() {
// 异或 不同为1 相同的为0
return (key == null ? 0 : key.hashCode())
^ (value == null ? 0 : value.hashCode());
}
public boolean equals(Object o) {
if (!(o instanceof MapEntry))return false;
MapEntry me = (MapEntry) o;
return (key == null ?
me.getKey() == null : key.equals(me.getKey()))
&& (value == null ? me.getValue() == null : value.equals(me
.getValue()));
}
public String toString() {
return key + "=" + value;
}
}
package org.rui.collection2.maps;
import java.util.AbstractMap;
import java.util.HashSet;
import java.util.LinkedList;
import java.util.ListIterator;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
/**
* 为速度而散列
*
* 散列的价值在于速度，解决方案之一就是保持健的排序状态，然后使用Collections.binarySearch()查询
* 数组并不保存健本身。而是通过健对象生成一个数字，将其作为数组的下标。这个数字就是散列码，
* 注意：这个 实现并不意味着对性能进行了调化，它只是想要展示散列映射表执行的各种操作，
* @author lenovo
*
*/
public class SimpleHashMap<K,V> extends AbstractMap<K, V> {
static final int SIZE=997;
//你不可能拥有一个物理geerics数组
//you can't have a physical array of geerics
//but you can upcast to one 但是你可以向上抛
LinkedList<MapEntry<K,V>>[] buckets=new LinkedList[SIZE];//bucket桶 位
/***
* 对于put方法 hasCode将针对健而被调用，并且其结果被强制转换为正数。
* 为了使产生的数字适合bucket数组的大小 取模操作符将按照该数组的尺寸取模，
* 如果数组的某个位置是null,这表示还没有元素被散列至此，所以，为了保存刚散列到该定位的对象
* 需要创建一个新的LinkedList
*
*/
public V put(K key,V value)
{
V oldValue=null;
int index=Math.abs(key.hashCode())%SIZE;
if(buckets[index]==null)
{
buckets[index]=new LinkedList<MapEntry<K,V>>();
}
LinkedList<MapEntry<K, V>> bucket=buckets[index];
MapEntry<K,V> pair=new MapEntry<K,V>(key,value);
boolean found=false;
ListIterator<MapEntry<K,V>> it=bucket.listIterator();
while(it.hasNext())
{
MapEntry<K,V> itM=it.next();
if(itM.getKey().equals(key))
{
oldValue=itM.getValue();
it.set(itM);//replace old with new
found=true;
break;
}
}
if(!found)
{
buckets[index].add(pair);
}
return oldValue;
}
/**
* get 按照put相同的方式计算在buckets数组中的索引，
* 这个很重要，因为这样可以保证两个方法可以计算相同的位置
*/
@Override
public V get(Object key)
{
int index=Math.abs(key.hashCode())%SIZE;
if(buckets[index]==null)return null;
for(MapEntry<K,V> ipair:buckets[index])
if(ipair.getKey().equals(key))
return ipair.getValue();
return null;
}
@Override
public Set<java.util.Map.Entry<K, V>> entrySet() {
Set<Map.Entry<K, V>> set=new HashSet<Map.Entry<K,V>>();
for(LinkedList<MapEntry<K,V>> bucket:buckets)
{
if(bucket==null)continue;
for(MapEntry<K,V> mpair:bucket)
set.add(mpair);
}
return set;
}
////////////////////////////////////////////////////////
public static void main(String[] args) {
SimpleHashMap<String,String> simple=new SimpleHashMap<String,String>();
simple.put("CAMEROON", "yaounde");
simple.put("A", "aa");
simple.put("B", "bb");
simple.put("C", "cc");
System.out.println(simple);
System.out.println(simple.get("B"));
System.out.println(simple.entrySet());
}
}
/***output:
{CAMEROON=yaounde, C=cc, B=bb, A=aa}
bb
[CAMEROON=yaounde, C=cc, B=bb, A=aa]
*/