散列表(Hash Table)

定义

散列表是一种以平均O(1)时间插入、删除和查找的数据结构,可是类似于findMax,findMin等操作则需要以O(N)的时间才能完成

散列函数

散列函数是将关键字计算成Hash值的一个函数
散列函数的选择是非常重要的,它的复杂度影响着影响着插入、删除、查找的速度:

  1. 散列值的计算时间
    • 每次操作前需要根据关键字进行散列,寻找关键字存储位置
  2. 散列值的重合度
    • 根据散列冲突(Hash Conflict)的解决方案,从冲突的存储数据中找到真正的数据位置

解决Hash冲突

方案1:分离链接法

将关键字的Hash值相同的节点以链表的方式进行存储,以解决Hash冲突

新插入的节点都会放在第一个,因为往往新插入的节点元素最有可能被访问,所以插入效率很高。
而当需要删除/查找节点的时候,如果散列函数的计算出来的值重合度非常高,那么最坏的情况会将O(1)的常数时间变成O(N)的线性时间,因为需要把整个链表进行遍历。也可以用变种的二叉树进行存储,也只是将O(N)的时间变成了O(logN)而已。

所以散列函数的选择是非常非常重要的,尽量对关键字所计算的时间要短,并且重合度低才能保证Hash的效率

分离链接法

方案2:开放寻址法-线性探测

根据关键字散列后,找到关键字散列位置,查找散列表中离冲突单元最近的空闲单元,并且把新的键插入这个空闲单元。当插入节点满了的话,则需要进行扩容。
如下图:
John Smith和Sandra Dee(都被杂凑映射到了单元873)的冲突,借由把后者放在下一个空闲单元(单元874)而解决


线性探测法

当查找节点的时候,找到Hash位置,然后一个个往下找,直到找到节点或者空节点才返回。

当删除节点的时候,单纯地清空对应的单元是不够的。这会影响到对于储存时间早于该单元、但储存位置在该单元之后的其他键,从而对查找产生影响。
相较于直接清空对应单元i,更好的做法是先清空,然后把它之后所有会造成问题的单元向前移动,来避免搜索出错。重复直到出现空单元,则删除动作安全完成。如下图:


当一对键值对被删除,可能会有必要将其他的键值对放回到它的单元中,来防止搜索时搜索到空的单元

方案3:开放寻址法-平方探测

与线性探测差不多,只是插入的间隔从1变成了冲突间隔的平方,如A与B冲突了,而C与AB都冲突了,那么C就会插入到距离A的2*2的空闲位置处。

荷载因子

散列表的载荷因子定义为:A = 填入表中的元素个数 / 散列表的长度

A越大,表明填入表中的元素越多,产生冲突的可能性就越大,A越小,标明填入表中的元素越少,产生冲突的可能性就越小

对于开放定址法,荷载因子是特别重要因素,应严格限制在0.7-0.8以下。超过0.8,查表时的CPU缓存不命中(cache missing)按照指数曲线上升。因此,一些采用开放定址法的hash库,如Java的系统库限制了荷载因子为0.75,超过此值将resize散列表

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 213,616评论 6 492
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 91,020评论 3 387
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 159,078评论 0 349
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 57,040评论 1 285
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 66,154评论 6 385
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 50,265评论 1 292
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,298评论 3 412
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 38,072评论 0 268
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,491评论 1 306
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,795评论 2 328
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,970评论 1 341
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,654评论 4 337
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,272评论 3 318
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,985评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,223评论 1 267
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 46,815评论 2 365
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 43,852评论 2 351

推荐阅读更多精彩内容

  • 散列表(Hash table)——将条目的关键码视作其在映射结构中的存放位置 散列表由两个要素构成:桶数组与散列函...
    峰峰小阅读 2,207评论 0 3
  • 一、散列的概念 散列方法的主要思想是根据结点的关键码值来确定其存储地址:以关键码值K为自变量,通过一定的函数关系h...
    SeanMa阅读 64,050评论 1 30
  • 什么是哈希表? 哈希表(Hash table,也叫散列表),是根据关键码值(Key value)而直接进行访问的数...
    郝程序猿阅读 2,235评论 1 7
  • 一、相关定义 查找——查找就是根据给定的某个值,在查找表中确定一个其关键字等于给定值的数据元素(或记录)。所有这些...
    开心糖果的夏天阅读 1,120评论 0 8
  • 落叶空山,拣尽寒枝。 寂寥午后,想与你携手同行, 看杨柳三千,看樱花遍山。 看落霞孤鹜,不如你在我身边。 长亭古道...
    白雪媚火阅读 392评论 1 5