算法学习笔记（三）——散列表

1.1 散列表(哈希表)

  散列表(哈希表)是根据键值而直接进行访问的数据结构。通过一个散列函数将查找的键转换为表中的一个索引，来加快查找的速度。理想情况下，不同的键值都能转化为不同的索引值，但是在现实中，我们常常要处理多个键值对应同一个索引值。所以，散列查找的算法分为两个部分。第一部分就是关键的散列函数，第二部分就是处理哈希冲突。

1.2 散列函数

  散列函数就是通过该函数将元素的键值转换为表的索引。散列函数应该易于计算并且能够均匀分布所有的键，得到的散列值应该是一个非负整数，每个不同的键都有一一对应的散列值。

1.3 哈希冲突的处理

1. 拉链法

   将表的每一个索引位置都对应一个链表，链表的每个结点都存储了对应的键值。

2. 开放地址法

   用大小为M的数组保存N个键值对(M>N)，通过依靠数组中的空位解决哈希冲突。最简单的开放地址法便是线性探测法，当碰撞发生时，我们直接检查散列表的下一个位置。此时可能有三种结果，命中，未命中或者继续查找。

2.代码实现

1. 基于拉链法实现的散列表

   template <typename key, typename value>
   class ChainingListHashTable
   {
   private:
       int N;      //键值对数量
       int M;      //散列表的大小
       vector<vector<value>> List;
   
       int MyHash(key key)
       {
           hash<key> hash_key;
           return (hash_key(key) & 0x7ffffff % M);
       }
   public:
       ChainingListHashTable(int m)
       {
           N = 0;
           M = m;
           List.resize(m);
       }
       
       value get(key key)
       {
           return List[MyHash(key)][0];
       }
   
       void put(key key, value value)
       {
           List[MyHash(key)].push_back(value);
           N++;
       }
       
       void erase(key key)
       {
           value v = MyHash(key);
           for(int i = 0; i < List[v].size(); ++i)
           {
               if(List[v][i]==key)
               {
                   List[v].erase(List[v].begin()+i);
                   return;
               }    
           }
           cerr<<"No such key in List"<<endl;
           return;
       }
   };
   

2. 基于线性探测法的散列表

   template <typename key, typename value>
   class LinearProbingHashTable
   {
   private:
       int N;
       static int M = 16;
       vector<key> keys;
       vector<value> values;
       int MyHash(key key)
       {
           hash<key> hash_key;
           return (hash_key(key) & 0x7ffffff % M);
       }
       void resize(int cap)
       {
           keys.resize(cap);
           values.resize(cap);
       }
   
       bool contains(key key)
       {
           for (int i = MyHash(key); keys[i] != NULL; i = (i + 1) % M)
           {
               if (keys[i] == key)
                   eturn true;
           }
           return false;
       }
   
   public:
       LinearProbingHashTable()
       {
           keys.resize(M);
           values.resize(M);
       }
   
       void put(key key, value value)
       {
           if (N >= M / 2)
               resize(2 * M);
           int i;
           for (i = MyHash(key); keys[i] != NULL; i = (i + 1) % M)
           {
               if (keys[i] == key)
               {
                   values[i] = value;
                   return;
               }
           }
           keys[i] = key;
           values[i] = value;
           N++;
       }
   
       value get(key key)
       {
           for (int i = MyHash(key); keys[i] != NULL; i = (i + 1) % M)
           {
               if (keys[i] == key)
                   return values[i];
           }
           return NULL;
       }
   
       void erase(key Key)
       {
           if (!contains(Key))
               return;
           int i = MyHash(Key);
           while (keys[i] != Key)
               i = (i + 1) % M;
           keys[i] = NULL;
           values[i] = NULL;
           i = (i + 1) % M;
           while (keys[i] != NULL)
           {
               key keyToRedo = keys[i];
               value valueToRedo = values[i];
               keys[i] = NULL;
               values[i] = NULL;
               N--;
               put(keyToRedo, valueToRedo);
               i = (i + 1) % M;
           }
           if (N > 0 && N == M / 8)
               resize(M / 2);
       }
   };
   

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来源： https://www.cnblogs.com/WiatrY/p/15264593.html