算法图解学习(五)

散列表(也叫哈希表)时根据键(key)而直接访问在内存位置的数据结构。它通过计算一个键值的函数,将需要的数据映射到表中一个位置来访问记录,从而加快了速度,这个映射函数就叫做散列函数,存放记录的数组叫做散列表。

Python中可以字典就是散列表的应用,可以使用dict来创建散列表。字典由key,value组成,散列表将键映射到值。

散列表应用到缓存中:
假设小明的一个侄女问你地球到月球的距离,此时你会去Google下,假如过了几分钟她忘记了这个距离,又再次提问小明,那么此时小明已经记住了这个距离,就不用再去Google了,直接就可以告诉她这个距离,这里我们把Google比作服务器,把小明比作一个缓冲,这样既可以减轻服务器的压力,又可以快速得到你需要的答案,而散列表适合作缓存。

防止重复:
这里介绍一个简单的例子来理解防止重复,假设你负责管理一个投票站,每人只能投一票,那么如何避免重复投票呢?
一般我们会这么做,先把名子写在一张名单上,如果这个人投过票了,那么就拒绝给他再次投票,但是如果很多人投票过后,那么名单会达到很长,接下来有人再来投票需要从名单中查询这个人的名字,你需要浏览很长的名单,这会很糟。更好的办法就是使用散列表,用来记录已投票的人。可以很快速知道是否投过票。

代码如下:

vote = {}          #创建散列表
def check_vote(name):
    if vote.get(name):
        print("%s已经投过票了,不能再次投票了" % name)
    else:
        vote[name] = True
        print("%s可以投票" % name)


check_vote("A")
check_vote('A')

check_vote('B')


#OUTPUT:
A可以投票
A已经投过票了,不能再次投票了
B可以投票

散列表小结:散列表适用于模拟映射关系,防止重复,缓存数据,减轻服务器压力。

冲突:

平均情况下,散列表的查找速度与数组一样快,而插入与删除速度与链表一样快,兼具两者优点。一般来说,只要避开了最糟情况,速度的确很快,为此就需要避免冲突。

避免冲突需要注意下列两点
> 1较低的填充因子(填充因子计算:散列表包含的元素数 / 位置总数)
  2 良好的散列函数

散列表使用数组来存储数据,不管元素放在哪个位置,获取的时间都是相同的,当你的数组又20个位置时,如果20个元素都填下去了,而且没有产生冲突。此时填充因子为1, 但是当你元素超过20个了,那么此时你就需要再散列表中添加位置了,添加位置被称为调整长度,当数组越大,元素占用数组位置越少时,填充因子就越小,发生冲突的可能性就越小。一般填充因子大于0.7就需要调整长度了。

小结:
>> 1冲突很糟糕,你应该使用最大限度减少冲突的散列函数
   2 散列表的查找,插入,删除都很快
   3 散列因子超过0.7,就应该调整长度了
   4 散列表适用于数据缓存
   5 散列表可用于防止重复
   6 散列表占用空间巨大,典型的空间换时间算法
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