词典的实现(4)-使用Hash方式来实现词典
1，实现思路
public class HashedDictionary<K, V> implements DictionaryInterface<K, V>, Serializable {
定义HashedDictionary.java，作为Hash词典的实现，该词典实现了如下功能：
①向词典中添加元素 ，②根据查找键从词典中删除元素， ③从词典中获取某个查找键的值， ④实现了词典中查找键Key的迭代器和Value的迭代器
2，对于Map词典而言，由第一行代码知：它底层实质上是一个数组。
第三行代码中的locationUsed 用来记录哈希表中某个位置是否被使用。由于冲突处理的需要，当删除某个元素时，只是将该元素作为标记删除而不是真正删除该元素，那么该元素所占用的位置实质上是已经被使用了的。但是，关于这个变量，程序还是有问题的。
1 private TableEntry<K, V>[] hashTable; 2 private int numberOfEntries;//hashTable元素个数 3 private int locationUsed;//记录hashTable 位置的使用 4 private static final int DEFAULT_SIZE = 101;// 哈希表的默认大小，素数 5 private static final double MAX_LOAD_FACTOR = 0.5;// 装载因子
3，构造函数，用来生成一个Hash词典实例，从第六行代码看出，它实质上是 new 一个TableEntry类型的数组，而这个数组就是用来存放<key,value>对的索引。TableEntry是HashedDictionary的一个内部类，正是由它来封装实际的<key,value>元素，而HashedDictionary的对象就代表一个词典，词典的基本操作就是操作TableEntry数组指向的每个<key,value>
1 public HashedDictionary(int tableSize) { 2 /* 3 * 当用来构造哈希表的参数不是素数时，寻找与该参数最接近的下一个素数 4 */ 5 int primeSize = getNextPrime(tableSize); 6 hashTable = new TableEntry[primeSize]; 7 numberOfEntries = 0; 8 locationUsed = 0; 9 }
1 private class TableEntry<S, T> implements Serializable { 2 private S entryKey; 3 private T entryValue; 4 private boolean inTable;
4，再看看迭代器的实现
这两个内部分别用来实现Key的迭代器和Value的迭代器，只需要实现在Iterator接口中定义好的方法即可，然后在HashedDictionary.java中再定义两个函数用来获得KeyIterator类型和ValueIterator类型的迭代器即可。
private class KeyIterator implements Iterator<K>{ ...... private class ValueIterator implements Iterator<V>{
public Iterator<K> getKeyIterator() { return new KeyIterator(); }
public Iterator<V> getValueIterator() { return new ValueIterator(); }
5，哈希函数是如何实现的
先通过hashCode方法获得查找键的散列码，再将散列码压缩到哈希表的表长范围内
1 private int getHashIndex(K key){ 2 //先获得散列码，再通过 %(求余运算) 将散列码压缩为索引 3 int hashIndex = key.hashCode() % hashTable.length; 4 if(hashIndex < 0) 5 hashIndex = hashIndex + hashTable.length; 6 return hashIndex; 7 }
6，在添加<key,value>元素时是如何处理冲突的？这里采用了开放定址之线性探测法处理冲突。
调用probe(index,key)来处理冲突.处理冲突的原理如下：
removedStateIndex 用来记录哈希表中“第一个已删除元素的索引”---因为采用线性探测处理冲突，比如说有4个元素 a,b,c,d 都映射到第4个索引位置，则a在第4号位置，b在第5号位置，c在第6号位置，d在第7号位置。现假设第5号和第6号元素都被删除了，那么removeStateIndex会标记第5号位置。这样做的原因是:当待插入的新元素被映射到第4号位置时，若后面所有元素的查找键与待插入元素的查找键不同，则将该新元素插入到第5号位置，而不是将它插入到后面的某个值为null的位置（当然，若没有被标记删除的元素，它将会插入到哈希表中第一个值为null的元素）
处理结果是：若找到了与待插入元素的查找键相同的元素，则返回该元素的索引位置，add方法将更新该索引位置处的值。
若没有找到与待插入元素的查找键相同的元素，则要么插入到removedStateIndex（值不为-1）标记的索引位置，要么插入到哈希表中第一个值为null的元素索引位置。
1 public V add(K key, V value) { 2 V oldValue; 3 if(isFull()) 4 rehash(); 5 int index = getHashIndex(key); 6 index = probe(index, key);//线性探测
1 private int probe(int index, K key){ 2 boolean found = false; 3 int removedStateIndex = -1; 4 while(!found && (hashTable[index] != null)){ 5 if(hashTable[index].isIn()){ 6 if(key.equals(hashTable[index].getEntryKey())) 7 found = true; 8 else 9 index = (index + 1) % hashTable.length; 10 } 11 else 12 {//保存处于已删除状态的第一个位置的索引（查找过程中遇到了被标记删除的元素） 13 if(removedStateIndex == -1) 14 removedStateIndex = index; 15 index = (index + 1) % hashTable.length;//继承探测后面的元素的键是否与查找键相同 16 } 17 }//end while 18 if(found || (removedStateIndex == -1)) 19 return index; 20 else 21 return removedStateIndex; 22 }
7，由于可能产生冲突，某个Key通过散列函数生成索引之后，该索引位置可能已经存放了其它元素，那它又是如何正确地通过getValue(K key)方法来正确取得key所对应的value？-----locate(index, key)函数的功能。
因为getValue方法根据Key获得的Value可能是某个被冲突的元素的值，而不是Key所对应的Value，因此需要继承向后比较Key。
1 public V getValue(K key) { 2 V result = null; 3 int index = getHashIndex(key);//获得key对应的哈希索引 4 index = locate(index, key);//返回处理冲突后的最终的索引地址 5 6 if(index != -1) 7 result = hashTable[index].getEntryValue(); 8 return result; 9 }
1 private int locate(int index, K key){ 2 boolean found = false; 3 //当找到一个hashTable中为null的元素，表示查找失败 4 while(!found && (hashTable[index] != null)){ 5 //index 处 的key对应的value没有被标记删除且key 相同时 6 if(hashTable[index].isIn() && key.equals(hashTable[index].getEntryKey())) 7 found = true; 8 else 9 index = (index + 1) % hashTable.length; 10 } 11 int result = -1; 12 if(found) 13 result = index; 14 return result; 15 }
