問(wèn)題:構(gòu)建哈希表常見(jiàn)的解決沖突的方法:拉鏈法和線性探測(cè)法

影響哈希查找效率的一個(gè)重要因素是哈希函數(shù)本身酷鸦。當(dāng)兩個(gè)不同的數(shù)據(jù)元素哈希值相同時(shí),就會(huì)發(fā)生沖突溪北。為減少發(fā)生沖突的可能性智玻,哈希函數(shù)應(yīng)該將數(shù)據(jù)盡可能分散地映射到哈希表的每一個(gè)表項(xiàng)中遂唧。解決沖突的方法有以下兩種:

1、開(kāi)放定址法:

所謂開(kāi)放定址法吊奢,即由關(guān)鍵碼得到的哈希地址一旦產(chǎn)生了沖突盖彭,也就是說(shuō),該地址已經(jīng)存放了數(shù)據(jù)元素页滚。我們需要尋找下一個(gè)空的哈希地址,只要哈希表足夠大,空的哈希地址總能找到稍味,并將數(shù)據(jù)元素存入婉弹。常用的找空哈希地址方法有下列三種。

  • ① 線性探測(cè)法
    Hi = ( Hash(key) + di ) % m
    其中幻林,Hash(key)為哈希函數(shù)贞盯,m為哈希表長(zhǎng)度, d為增量序列1沪饺,2躏敢,…,m-1整葡,且 = i 父丰。
    設(shè)關(guān)鍵碼集為 {47,7掘宪,29蛾扇,11,16魏滚,92镀首,22,8鼠次,3}更哄,哈希表表長(zhǎng)為11,Hash(key)=key % 11腥寇,用線性探測(cè)法處理沖突成翩,構(gòu)造哈希表如下表所示:
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
11 22 47 92 16 3 7 29 8

47,7赦役,11麻敌,16,92均是由哈希函數(shù)得到的沒(méi)有沖突的哈希地址掂摔,因而是直接存入的术羔。Hash(29)=7赢赊,哈希地址上沖突,需尋找下一個(gè)空的哈希地址:
H1 = ( Hash(29) + 1 ) % 11 = 8级历,哈希地址8為空释移,所以將29存入。
另外寥殖,22玩讳,8同樣在哈希地址上有沖突,也是由 找到空的哈希地址的嚼贡;而Hash(3)=3熏纯,哈希地址上沖突,因?yàn)椋?br> H1 = ( Hash(3) + 1 ) % 11 = 4编曼,仍然沖突
H2 = ( Hash(3) + 2 ) % 11 = 5豆巨,仍然沖突
H3 = ( Hash(3) + 3 ) % 11 = 6,找到空的哈希地址掐场,存入往扔。
線性探測(cè)法可能使第i個(gè)哈希地址的同義詞存入第i+1個(gè)哈希地址,這樣本應(yīng)存入第i+1個(gè)哈希地址的元素變成了第i+2個(gè)哈希地址的同義詞……因此熊户,可能出現(xiàn)很多元素在相鄰的哈希地址上“堆積”起來(lái)萍膛,大大降低了查找效率。為此嚷堡,可采用二次探測(cè)法蝗罗,或再哈希函數(shù)探測(cè)法,以改善“堆積”問(wèn)題蝌戒。

  • ② 二次探測(cè)法
    Hi = ( Hash(key) + di ) % m
    其中串塑,Hash(key)為哈希函數(shù),m為哈希表長(zhǎng)度北苟, d為增量序列1^2桩匪,-1^22^2友鼻,-2^2傻昙,…,q^2彩扔,-q^2q \leqslant \frac{m }{2 }
    仍對(duì)前面例子的關(guān)鍵碼序列{47妆档,7,29虫碉,11贾惦,16,92,22纤虽,8乳绕,3}绞惦,用二次探測(cè)法處理沖突逼纸,構(gòu)造哈希表如下表所示。
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
11 22 3 92 16 7 29 8

與關(guān)鍵碼尋找空的哈希地址只有3這個(gè)關(guān)鍵碼不同济蝉,Hash(3)=3杰刽,哈希地址上沖突,由[圖片上傳失敗...(image-c7d04d-1609756554547)]
H1 = ( Hash(3) + 1^2 ) % 11 = 4王滤,仍然沖突
H2 = ( Hash(3) - 1^2 ) % 11 = 2贺嫂,找到空的哈希地址,存入雁乡。

  • ③ 再哈希法
    Hi = ( Hash(key) + i * ReHash(key) ) % m
    其中第喳,Hash(key),ReHash(key)是兩個(gè)哈希函數(shù)踱稍,m為哈希表長(zhǎng)度曲饱。
    再哈希法,先用第一個(gè)函數(shù)Hash(key)對(duì)關(guān)鍵碼計(jì)算哈希地址珠月,一旦產(chǎn)生地址沖突扩淀,再用第二個(gè)函數(shù)ReHash(key)確定移動(dòng)的步長(zhǎng)因子,最后啤挎,通過(guò)步長(zhǎng)因子序列由探測(cè)函數(shù)尋找空的哈希地址驻谆。
    比如,Hash(key)=a時(shí)產(chǎn)生地址沖突庆聘,就計(jì)算ReHash(key)=b胜臊,則探測(cè)的地址序列為:
    H1 = ( a + 1 *b ) % m,仍然沖突
    H2 = ( a + 2 *b ) % m伙判,仍然沖突
    H3 = ( a + 3 *b ) % m象对,找到空的哈希地址,存入澳腹。

2织盼、鏈地址法:

哈希值相同的數(shù)據(jù)元素存放在一個(gè)鏈表中,在查找哈希表的過(guò)程中酱塔,當(dāng)查找到這個(gè)鏈表時(shí)沥邻,必須采用線性查找方法。這樣的好處是羊娃,不怕沖突多唐全;缺點(diǎn)是降低了散列結(jié)構(gòu)的隨機(jī)存儲(chǔ)性能。本質(zhì)是用單鏈表結(jié)構(gòu)輔助散列結(jié)構(gòu)的不足。
鏈地址法又稱拉鏈法邮利,設(shè)哈希函數(shù)得到的哈希地址域在區(qū)間[0弥雹,m-1]上,以每個(gè)哈希地址作為一個(gè)指針延届,指向一個(gè)鏈剪勿,即分配指針數(shù)組:
ElemType eptr[m];
建立m個(gè)空鏈表方庭,由哈希函數(shù)對(duì)關(guān)鍵碼轉(zhuǎn)換后厕吉,映射到同一哈希地址i的同義詞均加入
eptr[i]指向的鏈表中。
對(duì)關(guān)鍵碼序列為 {47械念,7头朱,29,11龄减,16项钮,92,22希停,8烁巫,3,50脖苏,37程拭,89,94棍潘,10}恃鞋,哈希函數(shù)為Hash(key)=key % 11,用拉鏈法處理沖突亦歉,建表下所示恤浪。

鏈地址法

3、建立一個(gè)公共溢出區(qū)

設(shè)哈希函數(shù)產(chǎn)生的哈希地址集為[0肴楷,m-1]水由,則分配兩個(gè)表:
一個(gè)基本表ElemType base_tbl[m];每個(gè)單元只能存放一個(gè)元素赛蔫。
一個(gè)溢出表ElemType over_tbl[k]砂客;只要關(guān)鍵碼對(duì)應(yīng)的哈希地址在基本表上產(chǎn)生沖突,則所有這樣的元素一律存入該表中呵恢。
查找時(shí)鞠值,對(duì)給定值kx通過(guò)哈希函數(shù)計(jì)算出哈希地址i,先與基本表的base_tbl[i]單元比較渗钉,若相等彤恶,查找成功;否則,再到溢出表中進(jìn)行查找声离。

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