PHP核心技術與最佳實踐之Hash演算法

2021-07-01 19:30:14 字數 2810 閱讀 1327

php核心技術與最佳實踐之hash演算法

hash表又稱雜湊表,通過把關鍵字key對映到陣列中的乙個位置來訪問記錄,以加快查詢速度。這個對映函式稱為hash函式,存放記錄的陣列稱為hash表。

1.    

hash函式

作用是把任意長度的輸入,通過hash演算法變換成固定長度的輸出,該輸出就是hash值。這種轉換是一種壓縮對映,也就是hash值得空間通常遠小於輸入的空間,不輸入可能會雜湊成相同的輸出,而不可能從hash值來唯一的確定輸入值。

乙個好的hash函式應該滿足以下條件:每個關鍵字都可以均勻的分布到hash表任意乙個位置,並與其他已被雜湊到hash表中的關鍵字不發生衝突。這是hash函式最難實現的。

2.    

hash演算法

1)   

直接取餘法

直接取餘法比較簡單,直接用關鍵字k除以hash表的大小m取餘數,演算法如下:

h(k) = k mod m

例如:hash表的大小為m=12,所給關鍵字為k=100,則h(k) = 4.這種演算法是乙個求餘操作,速度比較快。

2)   

乘積取整法

乘積取整法首先使用關鍵字k乘以乙個常數a(0h(k) = floor (m*(ka mod 1))

其中,ka mod1表示ka的小數部分,floor是取整操作。

當關鍵字是字串的時候,就不能用上面的hash演算法。因為字串是由字元組成,所以可以把字串所有的字元的ascii碼加起來得到乙個整數,然後再按照上面的hash演算法去計算即可。

演算法如下:

function hash($key,$m));

}return $hashval % $m;

}3)   

經典hash

演算法times33

unsigned int djbhash(char *str)

return (hash &0x7fffffff)

}演算法思路就是不斷乘以33,其效率和隨機性都非常好,廣泛運用於多個開源專案中,如apache、perl和php等。

3.    

hash表

hash表的時間複雜度為o(1),hash表結構可用圖表示:

要構造乙個hash表必須建立乙個足夠大的陣列用於存放資料,另外還需要乙個hash函式把關鍵字key對映到陣列的某個位置。

hash表的實現步驟:

1)    建立乙個固定大小的陣列用於存放資料。

2)    設計hash函式。

3)    通過hash函式把關鍵字對映到陣列的某個位置,並在此位置上進行資料訪問。

4.    

使用php

實現hash表

首先建立乙個hashtable類,有兩個屬性$buckets和$size。$buckets用於儲存資料的陣列,$size用於記錄$buckets陣列大小。然後在建構函式中為$buckets陣列分配記憶體。**如下:

<?php

classhashtable

}?>

在建構函式中,為$buckets陣列分配了乙個大小為10的陣列。在這裡使用了spl擴充套件的splfixedarray陣列,不是一般的陣列(array)

這是因為splfixedarray陣列更接近於c語言的陣列,而且效率更高。在建立其陣列時需要為其提供乙個初始化的大小。

注意:要使用splfixedarray陣列必須開啟spl擴充套件。如果沒有開啟,可以使用一般的陣列代替。

接著為hash表指定乙個hash函式,為了簡單起見,這裡使用最簡單的hash演算法。也就是上面提到了把字串的所有字元加起來再取餘。**如下:

public function hashfunc($key));

}return $hashval % $this->size;

}有了hash函式,就可以實現插入和查詢方法。插入資料時,先通過hash函式計算關鍵字所在hash表的位置,然後把資料儲存到此位置即可。**如下:

public function insert($key,$val)

查詢資料方法與插入資料方法相似,先通過hash函式計算關鍵字所在hash表的位置,然後返回此位置的資料即可。**如下:

public function find($key)

至此,乙個簡單的hash表編寫完成,下面測試這個hash表。**清單如下:

<?php

$ht= new hashtable();

$ht->insert(『key1』,』value1』);

$ht->insert(『key2』,』value2』);

echo$ht ->find(『key1』);

echo$ht ->find(『key2』);

?>

完整**:#hash.php

<?php 

class hashtable

publicfunction hashfunc($key));

}return$hashval % $this->size;

}publicfunction insert($key,$val)

publicfunction find($key)

}$ht = newhashtable();

$ht->insert('key1','value1');

$ht->insert('key2','value2');

echo $ht->find('key1');

echo $ht->find('key2');

?>

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