哈希表是如何工作的?

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哈希表是如何工作的?

我正在寻找一个对我这样的傻瓜来说易懂的解释,解释一下哈希表是如何工作的!例如,我知道它需要关键字,计算哈希值(我想要一个解释),然后执行某种模运算,以确定它在数组中的位置,这是值存储的地方,但这就是我的知识止步的地方。有人能澄清这个过程吗?

编辑:我不是特别在问如何计算哈希码,而是对哈希表的工作原理进行一个总体概述。

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散列表是一种用于快速查找数据的数据结构。它通过将输入数据(书名)通过哈希算法转换成一个数字,并将其作为索引存储在数组中的相应位置。这样,当需要查找数据时,只需通过相同的哈希算法将输入数据转换为相应的索引,就能快速定位到数据所在的位置。

但是,散列表也面临一些问题。首先是冲突问题,即不同的输入数据可能会转换为相同的索引值,导致数据存储在同一个位置上。为了解决这个问题,可以采用不同的冲突处理方法,比如双重哈希和线性探测。双重哈希是通过将数据运行到另一个哈希函数来获取一个新的位置,而线性探测是在原始位置的基础上逐个查找下一个可用的位置。

此外,散列表的大小通常远远大于实际存储的数据量。为了解决这个问题,可以使用模运算来将哈希值限定在一个较小的范围内,以便映射到散列表的实际大小。

,散列表通过哈希算法将输入数据转换为索引,从而实现快速查找。它可以有效解决数据查找的效率问题,但也需要解决冲突和扩容等问题。

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哈希表是一种用于快速存储和检索数据(或记录)的方法。记录使用哈希键存储在桶中。哈希键是通过将哈希算法应用于记录中包含的选择值(键值)计算得出的。每个桶可以包含多个按特定顺序组织的记录。

在现实世界中的例子中,有一个名为Hash&Co.的公司,成立于1803年,没有任何计算机技术,但有300个文件柜来保存约30,000个客户的详细信息(记录)。每个文件夹都用客户号码清楚地标识,该号码是从0到29,999的唯一编号。

为了快速获取和存储工作人员的客户记录,当时的文件员们决定使用哈希方法来存储和检索记录。为了存储客户记录,文件员们使用文件夹上写的唯一客户号码。使用这个客户号码,他们将哈希键模除300,以确定所在的文件柜。当他们打开文件柜时,他们会发现里面有按客户号码排序的许多文件夹。在确定正确位置后,他们只需将其放入其中。

为了检索客户记录,文件员们会得到一张纸上的客户号码。使用这个唯一的客户号码(哈希键),他们将其模除300,以确定哪个文件柜包含客户的文件夹。当他们打开文件柜时,他们会发现里面有按客户号码排序的许多文件夹。在记录中快速搜索,他们会快速找到客户文件夹并检索它。

在这个实际例子中,我们的桶是文件柜,我们的记录是文件夹。

在计算机和算法中,用数字而不是字符串处理更好。因此,使用索引访问大数组要比顺序访问快得多。

哈希的主要目的是将数据集划分为段,以加快通常耗时的搜索过程。在上面的例子中,每个文件柜(统计上)应包含约100个记录。搜索100个记录要比处理30,000个记录快得多。

有一种避免哈希表碰撞的策略叫做“开放寻址”或“闭合寻址”或“链接”。还有一种类型不使用列表桶,而是将项“内联”存储。

关键点在于将整个数据集划分为段,以加快实际搜索的速度,而搜索通常是耗时的。在上面的例子中,每个文件柜(统计上)应包含约100个记录。搜索100个记录要比处理30,000个记录快得多。

可能已经注意到,有些人已经这样做了。但是,他们通常不会设计一种哈希方法来生成哈希键,而是简单地使用姓氏的首字母。因此,如果你有26个文件柜,每个文件柜包含从A到Z的一个字母,理论上你已经将数据分段并增强了文件和检索过程。

总之,哈希表是一种快速存储和检索数据的方法。它通过将记录分散到不同的桶中,以加快搜索速度。哈希键是通过应用哈希算法计算得出的,用于标识记录存储在哪个桶中。哈希表的使用可以大大提高数据的访问效率。

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哈希表是一种常见的数据结构,它通过使用哈希函数将键值对映射到一个数组中,以实现高效的数据存储和检索。哈希函数将键转换为一个整数,然后将其作为数组的索引,将值存储在对应的位置上。

然而,由于哈希函数的映射空间往往比键的空间要小,可能会出现多个键映射到同一个索引的情况,这被称为冲突。解决冲突的方法有很多,取决于具体的应用场景。

为了解决冲突,一种常见的方法是使用链表。当发生冲突时,新的键值对会被添加到链表中,以保存所有具有相同索引的键值对。此时,检索操作就需要遍历链表来找到对应的值。

在实际应用中,为了节省内存空间,通常使用稀疏数组来实现哈希表。稀疏数组只存储实际使用到的键值对,其他位置都为空。这样可以减少内存的使用,但在检索时可能需要进行二分查找,时间复杂度变为O(log n)。

然而,稀疏数组的实现并不适用于所有情况。在一些特殊情况下,如桶的大小与内存页面大小相当,并且操作系统可以高效地处理未使用的桶,稀疏数组的实现才是合理的。

,哈希表是一种使用哈希函数将键映射到数组的数据结构,用于高效的数据存储和检索。冲突是哈希表中的一个常见问题,可以通过使用链表来解决。为了节省内存空间,可以使用稀疏数组来实现哈希表,但这可能会导致检索操作的时间复杂度变为O(log n)。

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