使用哈希表(散列)解决一道谷歌上机面试题

先介绍下什么是哈希表

哈希表, 也叫散列表, 是根据关键码值而直接进行访问的数据结构。
也就是说, 它通过关键码值映射到表中一个位置来访问记录, 以加快查找的速度, 这个映射函数叫散列函数, 存放记录的数组叫散列表。

Google面试问题描述

有一个公司, 当有新员工报道的时候, 要求将该员工的信息保存(id, 姓名, 年龄, 住址等), 当输入该员工的的id时, 要求查找该员工的所有信息。
注: 不要使用数据库, 尽量节省内存, 速度越快越好

思路分析

• 不让使用数据库, 越快越好, 我们选择哈希表
• 使用链表来实现哈希表, 该链表不带表头, 即链表的第一个结点就存放雇员信息

代码实现

• Java

/**
 * 定义雇员
 */
class Emp{

    public int id;
    public String name;
    public Emp next; // 默认是null

    public Emp(int id, String name) {
        this.id = id;
        this.name = name;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Emp{" +
                "id=" + id +
                ", name='" + name + '\'' +
                '}';
    }
}

/**
 * 定义链表
 */
class EmpLinkedList{

    // 头指针, 执行第一个Emp,
    private Emp head; //默认null

    /**
     * 添加雇员到链表
     * @param emp 要添加的雇员
     */
    public void add(Emp emp){

        // 添加第一个雇员
        if(head == null){
            head = emp;
            return;
        }

        // 如果不是第一个雇员， 使用辅助指针， 帮助定位到最后
        Emp curEmp = head;
        while (true){
            if(curEmp.next == null){
                break;
            }
            curEmp = curEmp.next;
        }

        // 加入链表
        curEmp.next = emp;

    }

    /**
     * 遍历链表的雇员信息
     * @param num 第几条链表
     */
    public void list(int num){
        if(head == null){
            System.out.println("第"+(num+1)+"条链表为空");
            return;
        }
        System.out.println("开始遍历第"+(num+1)+"条链表信息");
        Emp curEmp = head; // 辅助指针
        while (true){
            System.out.printf("id = %d, name = %s\t", curEmp.id, curEmp.name);
            if(curEmp.next == null){
                break;
            }
            curEmp = curEmp.next;
        }
        System.out.println();
    }


    /**
     * 根据id查找雇员
     * @param id 雇员id
     * @return 雇员 or null
     */
    public Emp findEmpById(int id){
        if(head == null){
            System.out.println("链表为空");
            return null;
        }
        // 辅助指针
        Emp curEmp = head;
        while (true){
            // 找到了
            if(curEmp.id == id){
                break;
            }
            if(curEmp.next == null){//遍历结束, 没有找到
                curEmp = null;
                break;
            }
            curEmp = curEmp.next; // 后移
        }
        return curEmp;
    }
}

/**
 * 创建HashTab管理多条链表
 */
class HashTab{
    private EmpLinkedList[] empLinkedListArray;
    private int size;

    public HashTab(int size) {
        this.size = size;
        this.empLinkedListArray = new EmpLinkedList[size];
        // 初始化每个链表
        for(int i=0; i<size; i++){
            empLinkedListArray[i] = new EmpLinkedList();
        }
    }

    /**
     * 通过取模的方法获取id应该放到哪个链表
     * @param id
     * @return
     */
    public int getSizeByHash(int id){
        return id/size;
    }

    /**
     * 添加雇员
     * @param emp
     */
    public void add(Emp emp){
        int empLinkedListNum = getSizeByHash(emp.id);
        empLinkedListArray[empLinkedListNum].add(emp);
    }

    /**
     * 遍历所有链表
     */
    public void list(){
        for(int i=0; i<size; i++){
            empLinkedListArray[i].list(i);
        }
    }

    /**
     * 根据id查找雇员信息
     * @param id
     * @return
     */
    public Emp findEmpById(int id){
        int empLinkedListNum = getSizeByHash(id);
        Emp emp = empLinkedListArray[empLinkedListNum].findEmpById(id);
        if(emp != null){
            return emp;
        }
        return null;
    }
}

/**
 * 测试
 */
public class Hash {
    public static void main(String[] args) {

        //1. 创建一个哈希表
        HashTab hashTab = new HashTab(5);

        //2. 添加雇员信息
        for(int i=0; i<13; i++){
            Emp emp = new Emp(i, "test"+i);
            hashTab.add(emp);
        }

        //3.遍历雇员信息
        hashTab.list();

        //5.根据id查找雇员信息
        Emp emp = hashTab.findEmpById(4);
        System.out.printf(emp.toString());
    }
}

输出: 
开始遍历第1条链表信息
id = 0, name = test0    id = 1, name = test1    id = 2, name = test2    id = 3, name = test3    id = 4, name = test4    
开始遍历第2条链表信息
id = 5, name = test5    id = 6, name = test6    id = 7, name = test7    id = 8, name = test8    id = 9, name = test9    
开始遍历第3条链表信息
id = 10, name = test10  id = 11, name = test11  id = 12, name = test12  
第4条链表为空
第5条链表为空
Emp{id=4, name='test4'}