数据结构和算法——了解哈希表(哈希查找、散列的基本思想)

在线体验各类最新模型,更有模型 免费Token 额度领取!
立即体验
简介: 数据结构和算法——了解哈希表(哈希查找、散列的基本思想)

哈希查找

我们之前学过的几种查找方法

  • 顺序查找        
  • 二分查找(静态查找)        
  • 二叉搜索树            h为二叉查找树的高度
  • 平衡二叉树        

还有没有更快的查找方法呢?

我们先看下面的例子:

在登陆QQ的时候,QQ服务器是如何核对你的身份的?面对庞大的用户群,如何快速找到用户信息

如果用二分法查找:

  • 十亿( )有效用户,所以用二分法查找30次。
  • 十亿( ,也就是需要1T的连续空间。
  • 按有效QQ号大小有序存储:在连续存储空间中,插入和删除一个新的QQ号码将需要移动大量数据

如何快速搜索到需要的关键词呢?如果关键词不方便比较怎么办?

我们看看查找的本质: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

于是我们引进哈希查找法。

哈希查找法的两项基本工作:

  • 计算位置:构造哈希函数确定关键词存储位置;
  • 解决冲突:应用某种策略解决多个关键词位置相同的问题。

时间复杂度几乎是常量:O(1),即查找时间与问题规模无关。

散列的基本思想

  1. 以关键字 为自变量,通过一个确定的函数 (散列函数),计算出对应的函数值 ,作为数据对象的存储地址。
  2. 可能不同的关键字会映射到同一个散列地址上,即 (当

,称为“冲突(Collision)”。——需要某种冲突解决策略

例一

有n = 11个数据对象的集合{ 18,23,11,20,2,7,27,30,42,15,34 }。

哈希表的大小用TableSize = 17,选取哈希函数h如下:

(取余)

因为18 % 17 = 1,所以h(18) = 1

因为23 % 17 = 6,所以h(23) = 6

因为11 % 17 = 11,所以h(11) = 11

......

得到:

地址 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
关键词 34 18 2 20 23 7 42 27 11 30 15

假设新插入35,h(35) = 1,该位置已有对象,冲突!(在后面我们将讨论怎么解决冲突)

查找:

  • key = 22,h(22) = 5,该地址空,不在表中
  • key = 30,h(30) = 13,该地址存放是30,故而找到了。

补充:

装填因子(Loading Factor):设散列表空间大小为m,填入表中元素个数是n,则称 为散列表的装填因子。

例二

将acos、define、float、exp、char、atan、ceil、floor,顺次存入一张散列表中。

散列表设计为一个二维数组Table[26][2],2列分别代表2个槽。

设计散列函数 h(key) = key[ 0 ] - ‘a’ image.png

如果没有溢出,


end



目录
相关文章
|
12月前
|
存储 监控 安全
企业上网监控系统中红黑树数据结构的 Python 算法实现与应用研究
企业上网监控系统需高效处理海量数据,传统数据结构存在性能瓶颈。红黑树通过自平衡机制,确保查找、插入、删除操作的时间复杂度稳定在 O(log n),适用于网络记录存储、设备信息维护及安全事件排序等场景。本文分析红黑树的理论基础、应用场景及 Python 实现,并探讨其在企业监控系统中的实践价值,提升系统性能与稳定性。
763 1
|
存储 监控 算法
基于跳表数据结构的企业局域网监控异常连接实时检测 C++ 算法研究
跳表(Skip List)是一种基于概率的数据结构,适用于企业局域网监控中海量连接记录的高效处理。其通过多层索引机制实现快速查找、插入和删除操作,时间复杂度为 $O(\log n)$,优于链表和平衡树。跳表在异常连接识别、黑名单管理和历史记录溯源等场景中表现出色,具备实现简单、支持范围查询等优势,是企业网络监控中动态数据管理的理想选择。
290 0
|
存储 监控 算法
内网监控桌面与 PHP 哈希算法:从数据追踪到行为审计的技术解析
本文探讨了内网监控桌面系统的技术需求与数据结构选型,重点分析了哈希算法在企业内网安全管理中的应用。通过PHP语言实现的SHA-256算法,可有效支持软件准入控制、数据传输审计及操作日志存证等功能。文章还介绍了性能优化策略(如分块哈希计算和并行处理)与安全增强措施(如盐值强化和动态更新),并展望了哈希算法在图像处理、网络流量分析等领域的扩展应用。最终强调了构建完整内网安全闭环的重要性,为企业数字资产保护提供技术支撑。
373 2
|
算法 Java
算法系列之数据结构-Huffman树
Huffman树(哈夫曼树)又称最优二叉树,是一种带权路径长度最短的二叉树,常用于信息传输、数据压缩等方面。它的构造基于字符出现的频率,通过将频率较低的字符组合在一起,最终形成一棵树。在Huffman树中,每个叶节点代表一个字符,而每个字符的编码则是从根节点到叶节点的路径所对应的二进制序列。
476 3
 算法系列之数据结构-Huffman树
|
算法 Java
算法系列之数据结构-二叉搜索树
二叉查找树(Binary Search Tree,简称BST)是一种常用的数据结构,它能够高效地进行查找、插入和删除操作。二叉查找树的特点是,对于树中的每个节点,其左子树中的所有节点都小于该节点,而右子树中的所有节点都大于该节点。
647 22
|
C语言
【数据结构】栈和队列(c语言实现)(附源码)
本文介绍了栈和队列两种数据结构。栈是一种只能在一端进行插入和删除操作的线性表,遵循“先进后出”原则;队列则在一端插入、另一端删除,遵循“先进先出”原则。文章详细讲解了栈和队列的结构定义、方法声明及实现,并提供了完整的代码示例。栈和队列在实际应用中非常广泛,如二叉树的层序遍历和快速排序的非递归实现等。
1337 10
|
存储 算法
非递归实现后序遍历时,如何避免栈溢出?
后序遍历的递归实现和非递归实现各有优缺点,在实际应用中需要根据具体的问题需求、二叉树的特点以及性能和空间的限制等因素来选择合适的实现方式。
430 59
|
存储 C语言 C++
【C++数据结构——栈与队列】顺序栈的基本运算(头歌实践教学平台习题)【合集】
本关任务:编写一个程序实现顺序栈的基本运算。开始你的任务吧,祝你成功!​ 相关知识 初始化栈 销毁栈 判断栈是否为空 进栈 出栈 取栈顶元素 1.初始化栈 概念:初始化栈是为栈的使用做准备,包括分配内存空间(如果是动态分配)和设置栈的初始状态。栈有顺序栈和链式栈两种常见形式。对于顺序栈,通常需要定义一个数组来存储栈元素,并设置一个变量来记录栈顶位置;对于链式栈,需要定义节点结构,包含数据域和指针域,同时初始化栈顶指针。 示例(顺序栈): 以下是一个简单的顺序栈初始化示例,假设用C语言实现,栈中存储
1162 77
|
编译器 C语言 C++
栈区的非法访问导致的死循环(x64)
这段内容主要分析了一段C语言代码在VS2022中形成死循环的原因,涉及栈区内存布局和数组越界问题。代码中`arr[15]`越界访问,修改了变量`i`的值,导致`for`循环条件始终为真,形成死循环。原因是VS2022栈区从低地址到高地址分配内存,`arr`数组与`i`相邻,`arr[15]`恰好覆盖`i`的地址。而在VS2019中,栈区先分配高地址再分配低地址,因此相同代码表现不同。这说明编译器对栈区内存分配顺序的实现差异会导致程序行为不一致,需避免数组越界以确保代码健壮性。
273 0
栈区的非法访问导致的死循环(x64)
232.用栈实现队列,225. 用队列实现栈
在232题中,通过两个栈(`stIn`和`stOut`)模拟队列的先入先出(FIFO)行为。`push`操作将元素压入`stIn`,`pop`和`peek`操作则通过将`stIn`的元素转移到`stOut`来实现队列的顺序访问。 225题则是利用单个队列(`que`)模拟栈的后入先出(LIFO)特性。通过多次调整队列头部元素的位置,确保弹出顺序符合栈的要求。`top`操作直接返回队列尾部元素,`empty`判断队列是否为空。 两题均仅使用基础数据结构操作,展示了栈与队列之间的转换逻辑。

热门文章

最新文章