散列表(Hash table)及其构造

散列表(Hash table)

  散列表,是根据关键码值(Key value)而直接进行访问的数据结构。它通过把关键码值映射到表中一个位置来访问记录,以加快查找的速度。这个映射函数叫做散列函数,存放记录的数组叫做散列表。

已知的查找方法:

  1.顺序查找 O(N)

  2.二分查找(静态查找) O(log2N)

  3.二叉搜索树 O(h) h为二叉树的高度

   平衡二叉树 O(log2N)

Q:如何快速搜索到需要的关键字?如果关键字不方便比较怎么办?

查找的本质:已知对象找位置

  有序安排对象:全序、半序

  直接“算出”对象位置:散列

散列查找的两项基本工作:

  计算位置:构造散列函数确定关键词的存储位置

  解决冲突:应用某种策略解决多个关键词位置相同的情况

时间复杂度几乎是常量O(1) 查找时间与问题规模无关

关键操作:查找 插入 删除

散列(Hashing)的基本思想:

  1.以关键词key为自变量,通过一个确定的函数h(散列函数)计算出对应的函数值h(key),作为数据对象的存储地址。

  2.可能不同的关键词会映射到同一个散列地址上,即h(keyi) = h(keyj) (当keyi≠keyj),称为”冲突(Collision)”。需要某种冲突解决策略

装填因子(Loading Factor):

  设散列表空间大小为m, 填入表中元素的个数时n, 则称α = n/m为散列表的装填因子

散列函数的构造方法:

一个“好”的散列函数一般考虑下列两个因素:

  1.计算简单,以便提高转换速度

  2.关键词对应的地址空间分布均匀,以尽量减少冲突

数字关键词的构造

1.直接定址法

  取关键词的某个线性函数值为散列地址

  h(key) = a * key + b (a, b为常数)

  如:h(key) = key - 1990

2.除留余数法

  h(key) = key mod P

  如 h(key) = key % 17   P = Tablesize = 17

  一般P取素数

3.数字分析法

  分析数字关键字在各位上的变化情况,取比较随机的为作为散列地址

  如取11位手机号码key的后4为作为地址: h(key) = atoi(key+7) (char *key)

  如果关键词key是18位身份证号码:

  h1 (key) = (key[6]-‘0’)*104 + (key[10]-‘0’)*103 + (key[14]-‘0’)*102 +         (key[16]-‘0’)*10 + (key[17]-‘0’)

  h(key) = h1 (key)*10 + 10       (当 key[18] = ‘x’时)

    或 = h1 (key)*10 + key[18]-‘0’   (当 key[18] 为’0’~’9’时)

4.折叠法:

  把关键词分割成位数相同的几个部分,然后叠加

5.平方取中法:

尽量使每一位都对最终结果产生影响

字符关键词的散列函数构造

1.简单的散列函数—ASCⅡ码加和法

  h(key) = (Σkey[i]) mod TableSize

  冲突严重 如a3, b2, c1, eat, tea

2.简单的改进—前3个字符移位法

  h(key)=(key[0]*272 + key[1]*27 + key[2])mod TableSize

  27 可能有空格

  仍然冲突:string street strong structure.. 并且空间浪费 3000/pow(26, 3) = 30%

3.好的散列函数—移位法

  设计关键词的所以n个字符,并且分布很好:

  如:h(“abcde”)=‘a’*324+’b’*323+’c’*322+’d’*32+’e’

Index Hash( const char *key, int TableSize )
{
    unsigned int h = 0;
    while (*key != ‘\0‘)
        h = (h << 5) + *key++;
    return h % TableSize;
}
时间: 2024-12-17 00:01:42

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数据结构之散列表总结

散列表的概念 注意:    ①由同一个散列函数.不同的解决冲突方法构造的散列表,其平均查找长度是不相同的.     ②散列表的平均查找长度不是结点个数n的函数,而是装填因子α(填入表中的记录个数/散列表的槽数    n/m).因此在设计散列表时可选择α以控制散列表的平均查找长度.(平均查找长度=总查找(插入)/记录个数)          通过链接法解决冲突:成功查找的期望查找长度O(1+a), 不成功查找的平均查找长度也为O(1+a).         开放寻址解决冲突:引入探查序列,对于a<

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