5、散列表

散列表

1、散列函数

简单理解，散列函数就是“将输入映射到数字” 。它满足一些要求：
 它应将相同的输入映射到相同的数字，即它必须是一致的。
 它应将不同的输入映射到不同的数字。
它具有以下特性：

 散列函数总是将同样的输入映射到相同的索引。
 散列函数将不同的输入映射到不同的索引。
 散列函数知道数组有多大，只返回有效的索引。

 

2、冲突

 

3、时间复杂度

在散列表中查找所花费的时间为常量时间。

 

 

4、性能

要避免冲突，需要有：
 较低的填装因子；
 良好的散列函数。

• 填装因子

填装因子大于1意味着商品数量超过了数组的位置数。一旦填装因子开始增大，你就需要在散列表中添加位置，这被称为调整长度（ resizing）（通常将数组增长一倍 ） 

• 良好的散列函数

良好的散列函数让数组中的值呈均匀分布。

糟糕的散列函数让值扎堆，导致大量的冲突。 

 散列函数的结果必须是均匀分布的，这很重要。它们的映射范围必须尽可能大。最糟糕的散列函数莫过于将所有输入都映射到散列表的同一个位置。 

 

5、代码示例

import random
import re
from prettytable import PrettyTable

# 散列函数（按开头字母分类）
def hashClassfication(phoneBook):
    hashPhone = {}
    for k,v in phoneBook.items():
        if k[0] in hashPhone.keys():
            # 更新字典
            hashPhone[k[0]].update({k:v})
        else:
            hashPhone[k[0]] = {k:v}
    return hashPhone

# 电话搜索
def searchPhone(phoneBook):
    tb = PrettyTable()
    tb.field_names = ["\033[1m姓名","电话号码\033[0m"]
    phoneBook = hashClassfication(phoneBook)
    choice = input("search..")
    # 把keys转成列表
    keysList = list(phoneBook.keys())
    if choice[0] in keysList:
        # 长度为1，按字母检索
        if len(choice) == 1:
            for k,v in phoneBook.get(choice).items():
                tb.add_row([k,v])
            print(tb)
        # 按人名检索
        else:
            keysList = list(phoneBook.get(choice[0]).keys())
            results = []
            for item in keysList:
                if re.findall("%s.*" % choice,item):
                    results.append(item)
            for item in results:
                tb.add_row([item,phoneBook.get(choice[0])[item]])
            print(tb)
    else:
        print("None")

if __name__ == '__main__':
    phone = []
    for i in range(15):
        temp = " "
        for i in range(11):
            temp += str(random.randint(0,9))
        phone.append(temp)
    phoneBook = {
        "jack":phone[0],
        "lucy":phone[1],
        "smith": phone[2],
        "damin": phone[3],
        "tom": phone[4],
        "boss": phone[5],
        "labor": phone[6],
        "jason": phone[7],
        "tony": phone[8],
        "lili": phone[9],
        "mike":phone[10],
        "honey":phone[11],
        "biden": phone[12],
        "trump": phone[13],
        "abort":phone[14]
    }
    searchPhone(phoneBook)

 

6、小结

散列表是一种功能强大的数据结构，其操作速度快，还能让你以不同的方式建立数据模型。

 你可以结合散列函数和数组来创建散列表。
 冲突很糟糕，你应使用可以最大限度减少冲突的散列函数。
 散列表的查找、插入和删除速度都非常快。
 散列表适合用于模拟映射关系。
 一旦填装因子超过0.7，就该调整散列表的长度。
 散列表可用于缓存数据（例如，在Web服务器上）。
 散列表非常适合用于防止重复。

 

7、应用场景

 模拟映射关系（电话簿的查找）；
 防止重复；
 缓存/记住数据，