/** * File: hash_map_open_addressing.kt * Created Time: 2024-01-25 * Author: curtishd (1023632660@qq.com) */ package chapter_hashing /* 开放寻址哈希表 */ class HashMapOpenAddressing { private var size: Int // 键值对数量 private var capacity: Int // 哈希表容量 private val loadThres: Double // 触发扩容的负载因子阈值 private val extendRatio: Int // 扩容倍数 private var buckets: Array // 桶数组 private val TOMBSTONE: Pair // 删除标记 /* 构造方法 */ init { size = 0 capacity = 4 loadThres = 2.0 / 3.0 extendRatio = 2 buckets = arrayOfNulls(capacity) TOMBSTONE = Pair(-1, "-1") } /* 哈希函数 */ fun hashFunc(key: Int): Int { return key % capacity } /* 负载因子 */ fun loadFactor(): Double { return (size / capacity).toDouble() } /* 搜索 key 对应的桶索引 */ fun findBucket(key: Int): Int { var index = hashFunc(key) var firstTombstone = -1 // 线性探测,当遇到空桶时跳出 while (buckets[index] != null) { // 若遇到 key ,返回对应的桶索引 if (buckets[index]?.key == key) { // 若之前遇到了删除标记,则将键值对移动至该索引处 if (firstTombstone != -1) { buckets[firstTombstone] = buckets[index] buckets[index] = TOMBSTONE return firstTombstone // 返回移动后的桶索引 } return index // 返回桶索引 } // 记录遇到的首个删除标记 if (firstTombstone == -1 && buckets[index] == TOMBSTONE) { firstTombstone = index } // 计算桶索引,越过尾部则返回头部 index = (index + 1) % capacity } // 若 key 不存在,则返回添加点的索引 return if (firstTombstone == -1) index else firstTombstone } /* 查询操作 */ fun get(key: Int): String? { // 搜索 key 对应的桶索引 val index = findBucket(key) // 若找到键值对,则返回对应 val if (buckets[index] != null && buckets[index] != TOMBSTONE) { return buckets[index]?._val } // 若键值对不存在,则返回 null return null } /* 添加操作 */ fun put(key: Int, _val: String) { // 当负载因子超过阈值时,执行扩容 if (loadFactor() > loadThres) { extend() } // 搜索 key 对应的桶索引 val index = findBucket(key) // 若找到键值对,则覆盖 val 并返回 if (buckets[index] != null && buckets[index] != TOMBSTONE) { buckets[index]!!._val = _val return } // 若键值对不存在,则添加该键值对 buckets[index] = Pair(key, _val) size++ } /* 删除操作 */ fun remove(key: Int) { // 搜索 key 对应的桶索引 val index = findBucket(key) // 若找到键值对,则用删除标记覆盖它 if (buckets[index] != null && buckets[index] != TOMBSTONE) { buckets[index] = TOMBSTONE size-- } } /* 扩容哈希表 */ fun extend() { // 暂存原哈希表 val bucketsTmp = buckets // 初始化扩容后的新哈希表 capacity *= extendRatio buckets = arrayOfNulls(capacity) size = 0 // 将键值对从原哈希表搬运至新哈希表 for (pair in bucketsTmp) { if (pair != null && pair != TOMBSTONE) { put(pair.key, pair._val) } } } /* 打印哈希表 */ fun print() { for (pair in buckets) { if (pair == null) { println("null") } else if (pair == TOMBSTONE) { println("TOMESTOME") } else { println("${pair.key} -> ${pair._val}") } } } } /* Driver Code */ fun main() { // 初始化哈希表 val hashmap = HashMapOpenAddressing() // 添加操作 // 在哈希表中添加键值对 (key, val) hashmap.put(12836, "小哈") hashmap.put(15937, "小啰") hashmap.put(16750, "小算") hashmap.put(13276, "小法") hashmap.put(10583, "小鸭") println("\n添加完成后,哈希表为\nKey -> Value") hashmap.print() // 查询操作 // 向哈希表中输入键 key ,得到值 val val name = hashmap.get(13276) println("\n输入学号 13276 ,查询到姓名 $name") // 删除操作 // 在哈希表中删除键值对 (key, val) hashmap.remove(16750) println("\n删除 16750 后,哈希表为\nKey -> Value") hashmap.print() }