什麼是雜湊表

2021-04-12 18:57:28 字數 2040 閱讀 2495

1 基本原理

我們使用乙個下標範圍比較大的陣列來儲存元素。可以設計乙個函式(雜湊函式, 也叫做雜湊函式),使得每個元素的關鍵字都與乙個函式值(即陣列下標)相對應,於是用這個陣列單元來儲存這個元素;也可以簡單的理解為,按照關鍵字為每乙個元素"分類",然後將這個元素儲存在相應"類"所對應的地方。

但是,不能夠保證每個元素的關鍵字與函式值是一一對應的,因此極有可能出現對於不同的元素,卻計算出了相同的函式值,這樣就產生了"衝突",換句話說,就是把不同的元素分在了相同的"類"之中。後面我們將看到一種解決"衝突"的簡便做法。

總的來說,"直接定址"與"解決衝突"是雜湊表的兩大特點。

2 函式構造

建構函式的常用方法(下面為了敘述簡潔,設 h(k) 表示關鍵字為 k 的元素所對應的函式值):

a) 除餘法:

選擇乙個適當的正整數 p ,令 h(k ) = k mod p 

這裡, p 如果選取的是比較大的素數,效果比較好。而且此法非常容易實現,因此是最常用的方法。

b) 數字選擇法:

如果關鍵字的位數比較多,超過長整型範圍而無法直接運算,可以選擇其中數字分布比較均勻的若干位,所組成的新的值作為關鍵字或者直接作為函式值。

3 衝突處理

線性重新雜湊技術易於實現且可以較好的達到目的。令陣列元素個數為 s ,則當 h(k) 已經儲存了元素的時候,依次探查 (h(k)+i) mod s , i=1,2,3…… ,直到找到空的儲存單元為止(或者從頭到尾掃瞄一圈仍未發現空單元,這就是雜湊表已經滿了,發生了錯誤。當然這是可以通過擴大陣列範圍避免的)。

4 支援運算

雜湊表支援的運算主要有:初始化(makenull)、雜湊函式值的運算(h(x))、插入元素(insert)、查詢元素(member)。

設插入的元素的關鍵字為 x ,a 為儲存的陣列。

初始化比較容易,例如

const empty=maxlongint; // 用非常大的整數代表這個位置沒有儲存元素

p=9997;      // 表的大小

procedure makenull;

var i:integer;

begin

for i:=0 to p-1 do

a[i]:=empty;

end;

雜湊函式值的運算根據函式的不同而變化,例如除餘法的乙個例子:

function h(x:longint):integer;

begin

h:= x mod p;

end;

我們注意到,插入和查詢首先都需要對這個元素定位,即如果這個元素若存在,它應該儲存在什麼位置,因此加入乙個定位的函式 locate 

function locate(x:longint):integer;

var orig,i:integer;

begin

orig:=h(x);

i:=0;

while (ix)and(a[(orig+i)mod s]<>empty) do

inc(i); 

//當這個迴圈停下來時,要麼找到乙個空的儲存單元,要麼找到這個元

//素儲存的單元,要麼表已經滿了

locate:=(orig+i) mod s;

end;

插入元素

procedure insert(x:longint);

var posi:integer;

begin

posi:=locate(x);      //定位函式的返回值

if a[posi]=empty then a[posi]:=x

else error; //error 即為發生了錯誤,當然這是可以避免的

end; 

查詢元素是否已經在表中

procedure member(x:longint):boolean;

var posi:integer; 

begin

posi:=locate(x);

if a[posi]=x then member:=true

else member:=false;

end;

這些就是建立在雜湊表上的常用基本運算。 

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