数据结构——哈希表
存储和查找,存储和查找的效率往往决定了整个程序的效率。
脑补下,你在家里忘记了指甲刀放在哪里,通常要在你家所有抽屉中顺序寻找,直到找到,最差情况下,有N个抽屉,
你就要打开N个抽屉。这种存储方式叫数组,查找方法称为「遍历」。
脑补下,你是一个整理控,所有物品必须分门别类放入整理箱,再将整理箱编号,比如1号放入针线,2号放入证件,
3号放入细软。这种存储和查找方式称为「哈希」,如果这个时候要查找护照,你不许要再翻所有抽屉,直接可在2号
整理箱中获取,通常只用一次查找即可,如何编号整理箱,称为哈希算法。
同样是查找,差距怎么那么大涅~,假设我们有100亿条数据记录,那差距就变得明显,遍历需要查找最多100亿次,
最少1次,哈希只需1次。
让我们正式介绍哈希和哈希算法,哈希也称散列,哈希表是一种与数组、链表等不同的数据结构,与他们需要不断的
遍历比较来查找的办法,哈希表设计了一个映射关系f(key)= address,根据key来计算存储地址address,这样可以1次
查找,f既是存储数据过程中用来指引数据存储到什么位置的函数,也是将来查找这个位置的算法,叫做哈希算法。
1)直接定址法
取关键字或者关键字的某个线性函数为Hash地址,即address(key)=a*key+b;如知道学生的学号从2000开始,最大为4000,则可以将address(key)=key-2000作为Hash地址。
2)平方取中法
对关键字进行平方运算,然后取结果的中间几位作为Hash地址。假如有以下关键字序列{421,423,436},平方之后的结果为{177241,178929,190096},那么可以取{72,89,00}作为Hash地址。
3)折叠法
将关键字拆分成几部分,然后将这几部分组合在一起,以特定的方式进行转化形成Hash地址。假如知道图书的ISBN号为8903-241-23,可以将address(key)=89+03+24+12+3作为Hash地址。
4)除留取余法
如果知道Hash表的最大长度为m,可以取不大于m的最大质数p,然后对关键字进行取余运算,address(key)=key%p。
在这里p的选取非常关键,p选择的好的话,能够最大程度地减少冲突,p一般取不大于m的最大质数。