哈希表—更多哈希冲突

冰冻非一日之寒

在java标准库中,底层处理哈希冲突的方法是连地址法,之前也详细介绍过这种方法。

而在哈希表中,除了链地址法,还有其他的几种解决哈希冲突的方法

开放地址法

对于链地址法,数组(哈希表)中的每一个地址,只包含哈希值(对应索引)等于这个地址的元素。开放地址法恰好相反,对每一个地址,所有哈希值(对应索引)的元素都有机会进来

对于如下的一个哈希表

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哈希函数是哈希值对10取模

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第一次,来了一个11的关键字,对于小范围的正整数,哈希值为其本身。代入哈希函数,计算出索引为1,存储索引为1的位置。

第二次,来了一个25的关键字,同理,存储到索引为5的位置

第三次,来了一个31,计算出索引为1。而1的位置已经有数字了,即有了哈希冲突,这个31该如何存储呢?

使用开放地址法,找到1位置的下一个位置即2。2位置若为空,就存储到2位置;2位置若不为空,继续向下寻找,直到找到一个空间的位置,存储即可

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可以设想,假如又来了一个81,该存储到哪个位置呢?

答案是,3的位置

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以上讲的是开放地址法中的线性探测法,即遇到哈希冲突寻找下一个地址时,地址不断+1

线性探测法的缺点是,当哈希表中出现整片空间被占时,需要不断寻找地址,显然浪费时间,效率低

所以,开放地址法又引出了新的寻找地址法。

平方探测法,遇到哈希冲突寻找新的地址时,+1  +4  +9  +16  +25……,以平方的方式进行寻址

二次哈希法,遇到哈希冲突时,采用另一个哈希函数来计算出,寻找新地址的步长。即加上多少来寻找新的地址

显然,在处现整片空间被占时,平方探测和二次哈希法效率会更高一些

线性探测、平方探测、二次哈希都属于开放地址法,只是计算步长的方式不同而已

开放地址法也会出现整个哈希表“快被占满”的情况,这时是需要扩容哈希表的。负载率,值哈希表中已存储数据的位置数与哈希表位置总数的比。哈希表是否需要扩容,取决于负载率的大小,当负载率超过一定程度时,就需要扩容哈希表了。

开放地址法背后的数组分析也是极其复杂的。我们只需记住结论即可,对于开放地址法来说,只要扩容的负载率选的合适,它的时间复杂度也能达到O(1)级别

再哈希法

顾名思义,再次使用哈希函数解决哈希冲突。即当遇到哈希冲突时,我们使用另一个哈希函数来计算哈希值,重新找一个空的地址

Coalesced Hashing

这种解决哈希冲突的方法是连地址法和开放地址法的结合,综合了它们的优点。

读者可自行了解其方法的内部实现。




哈希冲突就介绍到这里了~


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