雜湊表原理

2021-09-24 00:13:01 字數 1863 閱讀 9320

雜湊表(hash table,又叫雜湊表),其原理的核心就是雜湊函式(即雜湊函式),即如何構建乙個確定的對映,它能把關鍵字對映到乙個唯一的儲存位置,如下公式所示

記錄的儲存位置=f(關鍵字)

f為雜湊函式,又稱雜湊函式。通過此函式將值對映到表中的乙個位置來訪問記錄,以加快查詢的速度,存放記錄的陣列叫做雜湊表。

假設ki為某個物件的關鍵字,則用雜湊函式h(ki)來對映ki的記憶體位址,也就是ki的下標,將ki物件的元素內容存入這個位址中就行了。

用下面乙個通俗易懂的例子來解釋

現在需要儲存4個元素 13 7 14 11

顯然,我們可以用陣列來存。也就是:a[0]=13;a[1]=7;a[2]=14,a[3] = 11

我們也可以用hash表來儲存

先確定雜湊函式為h(ki)=ki%5;,因此

對於第乙個元素h(13)=13%5 = 3;也就是說13的下標為3;即hash[3]=13;

對於第二個元素h(7)=7%5=2;也就是說7的下標為2;即hash[7]=2

以此類推 hash[4]=14;hash[1]=11.

咋一看這樣並沒有什麼優勢,其實不然,實際上其在查詢方面效率很高

比如現在我要查詢11這個元素是否存在,如果用陣列,遍歷一遍,即需要查詢4次,時間複雜度為o(n)

而用雜湊函式來實現,代入上面的公式有

h(11) = 11%5=1,即查詢了1次,就找到了此值,時間複雜度為o(1)

優點:一對一的查詢效率很高;

所謂雜湊衝突即乙個關鍵字對映到多個值得情況,如

10%5=0;20%5=0,即hash[0]=10 還是 hash[0]=20呢

解決雜湊衝突常見的方法有拉鍊法,開放位址法,再雜湊法

拉鍊法即陣列和鍊錶的結合,如下圖所示:

左邊為乙個陣列,陣列中成員為乙個指標,指向乙個鍊錶的頭

比如要尋找353,首先找到陣列下標為1的位置,再找到值為1的鍊錶,此時由於(1不等於363),,繼續往下查詢下乙個鍊錶(337不等於353),再查詢下乙個鍊錶,即找到該值。

對於要插入儲存新的值,在衝突的時候,則將值存在該行鍊錶的最右邊.。

位桶:上述圖中每乙個陣列對應的所有鍊錶即在乙個位桶之中

雜湊桶:雜湊桶就是盛放不同key鍊錶的容器(即是雜湊表)

裝載因子:即儲存的關鍵字/雜湊表中可以雜湊的位置的大小,值越大表示hash表越擁擠,越容易引起衝突

優缺點

拉鍊法的優點在於處理衝突簡單,且由於用到了鍊錶,刪除方便。

缺點是表長不固定,需要額外的的空間。

開放位址法的特徵就是,每個位桶中沒有鍊錶,只會儲存乙個值,即每個位桶的裝載因子等於1。

(1)線性探查法

(2)二次探查

di=12,-12,22,-22,…,k2,-k2    ( k<=m/2 );這種方法的特點是:衝突發生時,在表的左右進行跳躍式探測,比較靈活。

(3)偽隨機探查

在查詢位置index周圍隨機的查詢。稱為隨機在探測。

di=偽隨機數序列;具體實現時,應建立乙個偽隨機數發生器,(如i=(i+p) % m),生成乙個偽隨機序列,並給定乙個隨機數做起點,每次去加上這個偽隨機數就可以了。

再雜湊法其實很簡單,就是在使用雜湊函式去雜湊乙個輸入的時候,輸出是同乙個位置就再次雜湊,直至不發生衝突位置

缺點:每次衝突都要重新雜湊,計算時間增加。

參考資料

雜湊表(雜湊表)原理詳解

雜湊表 hash table,也叫雜湊表 是 根據關鍵碼值 key value 而直接進行訪問的資料結構。也就是說,它通過把關鍵碼值對映到表中乙個位置來訪問記錄,以加快查詢的速度。這個對映函式叫做 雜湊函式 存放記錄的陣列叫做 雜湊表。或者 把任意長度的輸入 又叫做預對映,pre image 通過雜...

雜湊表(雜湊表)原理詳解

t什麼是雜湊表?雜湊表 hash table,也叫雜湊表 是根據關鍵碼值 key value 而直接進行訪問的資料結構。也就是說,它通過把關鍵碼值對映到表中乙個位置來訪問記錄,以加快查詢的速度。這個對映函式叫做雜湊函式,存放記錄的陣列叫做雜湊表。記錄的儲存位置 f 關鍵字 這裡的對應關係f稱為雜湊函...

詳解雜湊表(雜湊表)原理

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