使用二次探测调整 HashMap 的大小（支持数组实现）

Question

在我检查负载因子是否指示要调整后备数组的大小后，我实际上如何通过二次探测来调整大小？

这里是代码。 这只是课堂的一部分。另外，你能检查一下我是否正确地实现了 add 方法吗？

import java.util.*;

public class HashMap<K, V> implements HashMapInterface<K, V> {

// Do not make any new instance variables.
private MapEntry<K, V>[] table;
private int size;

/**
 * Create a hash map with no entries.
 */
public HashMap() {
    table = new MapEntry[STARTING_SIZE];
    size = 0;
}

@Override
public V add(K key, V value) {
    if (key == null || value == null) {
        throw new IllegalArgumentException("Passed in null arguments.");
    }
    if (getNextLoadFactor() > MAX_LOAD_FACTOR) {
        resize();
    }
    MapEntry<K, V> entry = new MapEntry<>(key, value);
    V val = null;
    int index = Math.abs(key.hashCode()) % table.length;
    int temp = index;
    int q = 1;
    do {
        if (table[index] == null) {
            table[index] = entry;
        } else if (table[index].getKey().equals(key)) {
            val = table[index].getValue();
            table[index].setValue(value);
        }
        index = index + q*q % table.length;
        q++;
    } while (temp != index);
    size++;
    return val;
}

private double getNextLoadFactor() {
    return (double) size / (double) table.length;
}

private void resize() {
    MapEntry<K, V>[] temp = table;
    table = new MapEntry[table.length * 2 + 1];
    for (int i = 0; i < table.length; i++) {

    }
}

Answer 1

从 wiki 遵循以下内容：

 1. Get the key k
 2. Set counter j = 0
 3. Compute hash function h[k] = k % SIZE
 4. If hashtable[h[k]] is empty
         (4.1) Insert key k at hashtable[h[k]]
         (4.2) Stop
    Else
        (4.3) The key space at hashtable[h[k]] is occupied, so we need to find the next available key space
        (4.4) Increment j
        (4.5) Compute new hash function h[k] = ( k + j * j ) % SIZE
        (4.6) Repeat Step 4 till j is equal to the SIZE of hash table
 5. The hash table is full
 6. Stop

根据上述情况，在我看来，您的add 方法有问题。注意步骤（4.1）和（4.2）：如果table[index] == null，则已找到键的位置，您可以停止。你的do 将再次执行，因为在插入之后，你更新了索引，因此temp != index 将是真的。

你也是计算下一个索引不正确，改一下

index = index + q*q % table.length;

到

index = (Math.abs(key.hashCode()) + q*q) % table.length;

add 将因此更改为：

MapEntry<K, V> entry = new MapEntry<>(key, value);
V val = null;
int index = Math.abs(key.hashCode()) % table.length;

int q = 0;

while (table[(index = (Math.abs(key.hashCode()) + q*q++) % table.length)] != null);

table[index] = entry;
size++;
return val;

可以证明，如果b > 3 的第一个b/2 位置的表大小b 将是唯一的，因此可以安全地假设如果表小于一半(b/2 - 1)，您会找到一个空的位置。这取决于您的MAX_LOAD_FACTOR。

为了调整大小，您需要将每个值重新散列到新表中。这是由于您的哈希函数使用表的大小作为模数。你的哈希函数基本变了，所以你需要创建size + 1的新数组，并将每个元素读入新数组。

private void resize() {
    MapEntry<K, V>[] temp = table;
    table = new MapEntry[table.length * 2 + 1];
    for (MapEntry<K, V> entry:temp) {
        this.add(entry.getKey(), entry.getValue());
    }
}

注意：我没有对此进行测试，仅使用动态探测和哈希表背后的理论来调试您的代码。希望对您有所帮助！