一、哈希法与哈希表
- 哈希法又称散列法、杂凑法以及关键字地址计算法等,相应的表称为哈希表。
- 这种方法的基本思想是:首先在元素的关键字
k
和元素的存储位置p
之间建立一个对应关系f
,使得p = f(k)
,f
称为哈希函数。 - 创建哈希表时,把关键字为
k
的元素直接存入地址为f(k)
的单元;以后当查找关键字为k
的元素时,再利用哈希函数计算出该元素的存储位置p=f(k)
,从而达到按关键字直接存取元素的目的。
二、冲突
当关键字集合很大时,关键字值不同的元素可能会映象到哈希表的同一地址上,即 k1 ≠ k2
,但 f(k1) = f(k2)
,这种现象称为冲突,此时称 k1
和 k2
为同义词。
三、哈希函数构造方法
构造哈希函数的原则是:
- 函数本身便于计算;
- 计算出来的地址分布均匀,即对任一关键字
k
,f(k)
对应不同地址的概率相等,目的是尽可能减少冲突
常用的构造方法:
- 数字分析法
- 平方取中法
- 分段叠加法
- 除留余数法:假设哈希表长为
m
,p
为小于等于m
的最大素数,则哈希函数为 f(k)=k % p - 伪随机数法
四、冲突处理方法
1. 开放地址法(Open addressing)
这种方法也称再散列法,其基本思想是:当关键字key的哈希地址p=H(key)出现冲突时,以p为基础,产生另一个哈希地址p1,如果p1仍然冲突,再以p为基础,产生另一个哈希地址p2,…,直到找出一个不冲突的哈希地址pi
- 线性探测
- 二次探测
- 伪随机探测
线性探测再散列的优点是:只要哈希表不满,就一定能找到一个不冲突的哈希地址,而二次探测再散列和伪随机探测再散列则不一定;缺点是线性探测再散列容易产生二次聚集
2. 再哈希法
这种方法是同时构造多个不同的哈希函数,当哈希地址Hi=RH1(key)发生冲突时,再计算Hi=RH2(key)……,直到冲突不再产生。这种方法不易产生聚集,但增加了计算时间
3. 开链法(Separate chaining)
这种方法的基本思想是将所有哈希地址为i的元素构成一个称为同义词链的单链表,并将单链表的头指针存在哈希表的第 i 个单元中,因而查找、插入和删除主要在同义词链中进行。同义词较多时可以考虑使用红黑树替代链表。链地址法适用于经常进行插入和删除的情况
4. 建立公共溢出区
将哈希表分为基本表和溢出表两部分,凡是和基本表发生冲突的元素,一律填入溢出表