数据结构 in Golang：Hash Tables（哈希表）

数据结构 in Golang：Hash Tables（哈希表）

场景

• 水果店的价格表：
  • 苹果 Apple：3元
  • 香蕉 Banana：4元
  • 桃子 Peach：2元
  • 梨 Pear：3元
• 找到一种水果的价格：
  • 可以使用 binary search，通过名称来查找，耗时：O(logn)
  • 如何只耗时 O(1) 来找到价格呢？

Hash 函数

• Hash 函数：通过一个字符串 -> 一个数值
• 例如：
  • "Apple" -> 1
  • "Banana" -> 2
  • "Peach" -> 7
  • "Pear" -> 8
• 将字符串映射为数值

Hash 函数的要求

• 一致性
• 将不同的字符串映射为不同的数值

Hash 函数有什么用？

方便 快捷的得到自己想要的值...

Hash Table

• Hash 函数 + 数组 = Hash Table
• 数组直接映射到内存
• Hash Table 具有额外的逻辑，它使用 Hash 函数智能的找到存放元素的位置
• 在 Go 语言中叫 Map

package main

func main() {
  dict := make(map[string]int)
  dict1 := map[string]int{"Apple": 3, "Orange": 4}
}

• 其它语言中：Dictionary、Map、Hash Map......

使用场景

• 电话簿
• DNS 解析
• 缓存

冲突

• 冲突就是：两个 Key 被安排到了同一个位置
• 也就是说：K1 != K2，但 H(K1) == H(K2)

解决冲突

• 开放地址法、再 Hash 法、建立公共溢出区 ...
• 链地址法：链表

注意：

• Hash 函数应尽可能的将 Key 平均的映射
• 如果链表过长，会让 Hash Table 变得很慢

选择 Hash 函数

	Hash Table 平均	Hash Table 最坏	数组	链表
查找	O(1)	O(n)	O(1)	O(n)

避免冲突

• 装载因子（load factor）要低
• 一个好的 Hash 函数

装载因子（load factor）

• 调整大小，Resize
  • 例如：load factor 为 75% 的时候，就可以调整大小，通常是原来大小的两倍
  • 注意：调整大小也会花费很多时间

选择好的 Hash 函数

• 好的 Hash 函数会将值尽可能的平均分布在数组中
• 不好的 Hash 函数经常会把值聚集，并产生很多冲突
• 通常不需要自己编写 Hash 函数，可以了解 SHA 函数