// File: hash_map_open_addressing.go // Created Time: 2023-06-23 // Author: Reanon (793584285@qq.com) package chapter_hashing import ( "fmt" "strconv" ) /* 开放寻址哈希表 */ type hashMapOpenAddressing struct { size int // 键值对数量 capacity int // 哈希表容量 loadThres float64 // 触发扩容的负载因子阈值 extendRatio int // 扩容倍数 buckets []pair // 桶数组 removed pair // 删除标记 } /* 构造方法 */ func newHashMapOpenAddressing() *hashMapOpenAddressing { buckets := make([]pair, 4) return &hashMapOpenAddressing{ size: 0, capacity: 4, loadThres: 2.0 / 3.0, extendRatio: 2, buckets: buckets, removed: pair{ key: -1, val: "-1", }, } } /* 哈希函数 */ func (m *hashMapOpenAddressing) hashFunc(key int) int { return key % m.capacity } /* 负载因子 */ func (m *hashMapOpenAddressing) loadFactor() float64 { return float64(m.size) / float64(m.capacity) } /* 查询操作 */ func (m *hashMapOpenAddressing) get(key int) string { idx := m.hashFunc(key) // 线性探测,从 index 开始向后遍历 for i := 0; i < m.capacity; i++ { // 计算桶索引,越过尾部则返回头部 j := (idx + i) % m.capacity // 若遇到空桶,说明无此 key ,则返回 null if m.buckets[j] == (pair{}) { return "" } // 若遇到指定 key ,则返回对应 val if m.buckets[j].key == key && m.buckets[j] != m.removed { return m.buckets[j].val } } // 若未找到 key ,则返回空字符串 return "" } /* 添加操作 */ func (m *hashMapOpenAddressing) put(key int, val string) { // 当负载因子超过阈值时,执行扩容 if m.loadFactor() > m.loadThres { m.extend() } idx := m.hashFunc(key) // 线性探测,从 index 开始向后遍历 for i := 0; i < m.capacity; i++ { // 计算桶索引,越过尾部则返回头部 j := (idx + i) % m.capacity // 若遇到空桶、或带有删除标记的桶,则将键值对放入该桶 if m.buckets[j] == (pair{}) || m.buckets[j] == m.removed { m.buckets[j] = pair{ key: key, val: val, } m.size += 1 return } // 若遇到指定 key ,则更新对应 val if m.buckets[j].key == key { m.buckets[j].val = val return } } } /* 删除操作 */ func (m *hashMapOpenAddressing) remove(key int) { idx := m.hashFunc(key) // 遍历桶,从中删除键值对 // 线性探测,从 index 开始向后遍历 for i := 0; i < m.capacity; i++ { // 计算桶索引,越过尾部则返回头部 j := (idx + i) % m.capacity // 若遇到空桶,说明无此 key ,则直接返回 if m.buckets[j] == (pair{}) { return } // 若遇到指定 key ,则标记删除并返回 if m.buckets[j].key == key { m.buckets[j] = m.removed m.size -= 1 } } } /* 扩容哈希表 */ func (m *hashMapOpenAddressing) extend() { // 暂存原哈希表 tmpBuckets := make([]pair, len(m.buckets)) copy(tmpBuckets, m.buckets) // 初始化扩容后的新哈希表 m.capacity *= m.extendRatio m.buckets = make([]pair, m.capacity) m.size = 0 // 将键值对从原哈希表搬运至新哈希表 for _, p := range tmpBuckets { if p != (pair{}) && p != m.removed { m.put(p.key, p.val) } } } /* 打印哈希表 */ func (m *hashMapOpenAddressing) print() { for _, p := range m.buckets { if p != (pair{}) { fmt.Println(strconv.Itoa(p.key) + " -> " + p.val) } else { fmt.Println("nil") } } }