数据结构 - 解决Hash冲突（碰撞）四种常用方法

一、预备知识

1、非哈希表的特点：关键字在表中的位置和它之间不存在一个确定的关系，查找的过程为给定值一次和各个关键字进行比较，查找的效率取决于和给定值进行比较的次数。
2、哈希表的特点：关键字在表中位置和它之间存在一种确定的关系。
3、哈希函数：一般情况下，需要在关键字与它在表中的存储位置之间建立一个函数关系，以f(key)作为关键字为key的记录在表中的位置，通常称这个函数f(key)为哈希函数。
4、hash：翻译为“散列”，把任意长度的输入通过hash算法变换成固定长度的输出，这个输出就是Hash值。这种转换是一种压缩映射，哈希值的空间远小于输入的空间，所以可能会发生“哈希碰撞”，即两个不同的输入，产生了同一个输出，所以不可能从散列值来唯一的确定输入值。简单来说就是，一种将任意长度的消息压缩到莫伊固定长度的消息摘要的函数，Hash算法常用于消息摘要的场景 MD5、SHA都属于Hash算法的实现。

5、hash冲突：根据key即经过一个函数f(key)得到的结果的作为地址去存放当前的key value键值对(这个是hashmap的存值方式)，但发现与其他的对象计算值一样。

例如：当我们对某个元素进行哈希运算，得到一个存储地址，要插入时发现已被其他元素占用。

二、解决方案

1、 开放定址法（再散列法）：

　　当关键字key的哈希地址p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，直到找出一个不冲突的哈希地址pi ，将相应元素存入其中。

　　一旦发生了冲突，就去寻找下一个空的散列地址，只要散列表足够大，空的散列地址总能找到，并将记录存入公式为：
　　fi(key) = (f(key)+di) MOD m (di=1,2,3,……,m-1) 
　　※ 做法是：当冲突发生时，使用某种探测技术在散列表中形成一个探测序列。沿此序列逐个单元地查找，直到找到给定的关键字，或者碰到一个开放的地址（即该地址单元为空）为止（若要插入，在探查到开放的地址，则可将待插入的新结点存人该地址单元）。查找时探测到开放的地址则表明表中无待查的关键字，即查找失败。 

　　比如说，我们的关键字集合为{12,67,56,16,25,37,22,29,15,47,48,34}，表长为12。

　　我们用散列函数f(key) = key mod l2 
　　当计算前S个数{12,67,56,16,25}时，都是没有冲突的散列地址，直接存入： 

　　 
　　计算key = 37时，发现f(37) = 1，此时就与25所在的位置冲突。 
　　我们应用上面的公式f(37) = (f(37)+1) mod 12 = 2。

　　于是将37存入下标为2的位置： 
　　

2、再哈希法（双哈希法）： 

　　在发生冲突时，再用第二个，第三个...哈希函数算出哈希值，直到算出的哈希值不同为止。虽然不易发生聚集，但增加了计算时间。

3、链地址法（拉链法）： 

　　把同一个散列槽（数组的每一个槽）中的所有元素放到一个链表中。

　　每个哈希表节点都有一个next指针，多个哈希表节点可以用next指针构成一个单向链表，被分配到同一个索引上的多个节点可以用这个单向链表连接起来，如：
　　键值对k2, v2与键值对k1, v1通过计算后的索引值都为2，此时产生冲突，但是可以通道next指针将k2, k1所在的节点连接起来，这样就解决了哈希的冲突问题。　　
　　

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。建立一个公共溢出区域，把冲突的都放在另一个地方，不在表里面。