一、基本概念
散列表特点 :
数据元素的关键字与存储地址直接相关
通过哈希函数建立“关键字”与“存储地址”的联系
若不同的关键字通过散列函数映射到同一个值,则称它们为 “同义词”
通过散列函数确定的位置已经存放了其他元素,则称这种情况为 “冲突”
二、常见散列函数
- 除留取余法—H(key)=key%p
表长为m,取不大于m但最接近或等于m的质数 - 直接定址法—H(key)=a*key+b
适合 关键字分布基本连续 的情况 - 数字分析法—选取数码分布较为均匀的若干位作为散列地址
4.平方取中法—取关键字的平方值的中间几位作为散列地址
散列查找是典型的 “用空间换时间” 的算法,只要散列函数设计的合理,则散列表越长,冲突的概率越低。
三、处理冲突的方法
1.拉链法
用拉链法处理“冲突”:把所有“同义词”存储在一个链表中
2.开放定址法
空地址既对同义词开放,又向非同义词开放。其数学递推公式为
Hi=(H(key)+di)%mH_i=(H(key)+d_i)\%m Hi=(H(key)+di)%m
其中i∈[0,m−1]i\in[0,m-1]i∈[0,m−1],m表示散列表表长,did_idi为增量序列;H(key)表示初始地址;i理解为“第i次发生冲突”
(1) 线性探测法
di=0,1,2,...,m−1d_i=0,1,2,...,m-1di=0,1,2,...,m−1
1存储操作
即发生冲突时,每次往后探测一个单元(向后挪1单元)。若为空,放入,若发生冲突,则接着挪
【易错点】
H(key)=key%pH(key)=key\%pH(key)=key%p
Hi=(H(key)+di)%mH_i=(H(key)+d_i)\%mHi=(H(key)+di)%m
m和p不一定相等
例如:
n=13;p为不大于n且与n互质的数,为13
m为表长为16
H(25)=25%13=12H(25)=25\%13=12H(25)=25%13=12
H1=(12+1)%16=13H_1=(12+1)\%16=13H1=(12+1)%16=13
查找操作与存储操作类同。当查找到第一个空位,仍未找到,则查找失败。(例如查找21,从位置8开始查找,直到位置13,仍未找到。查找失败)
缺点:
(2) 平方探测法
di=0,1,−1,22,−22,32,−32....d_i=0,1,-1,2^2,-2^2,3^2,-3^2....di=0,1,−1,22,−22,32,−32....
存储操作
即发生冲突时,以H(key)为,向右向左探索。若为空,放入;若左右都冲突,探测下一个平方值,直至找到空位(eg. H(key)=9, 若10和8都冲突,探测13和5,以此类推)
【注意】:
- 在平方探测法中,由于偏移量有负,故要处理Hi=(H(key)+di(i))%m<0H_i=(H(key)+di(i))\%m<0Hi=(H(key)+di(i))%m<0的情况。处理方法为:当di(i)<0时,Hi=(H(key)+di(i)+m)%mdi(i)<0时,H_i=(H(key)+di(i)+m)\%mdi(i)<0时,Hi=(H(key)+di(i)+m)%m
- 在平方探测法中,散列表长度m必须是一个可以表示为4j+3的素数,才能探测到所有位置
(3) 伪随机序列法
di=0,5,24,11,..d_i=0,5,24,11,..di=0,5,24,11,..或其他给出的伪随机序列
与以上两种操作类同,不再赘述