哈希表的设计

Posted 2020-08-06 airycode

• 哈希表充分体现了算法设计领域的经典思想：空间换区时间
• 哈希表是时间和空间之间的一个平衡
• 哈希函数的设计很重要
• 键通过哈希函数得到索引分布均匀

哈希函数的设计：

1.键通过哈希函数得到索引分布均匀：特殊领域的哈希函数设计方式甚至有专门的论文这个不考虑，我们只是设计最普通的函数设计：

• 整型：小范围的正整数直接使用，小范围的负整数进行偏移比如：-100-100可以偏移成0-200
• 大整数：身份证号：通常做法就是取模，比如，取出来后四位，等同于mod 10000，这种方式设计的哈希函数分布不均匀，还容易冲突，一个简单的方法就是：mod一个素数
• 浮点型：在计算机中都是32位或者64位的二进制的标识，只不过计算机解析成了浮点型，转成整型数字处理，还是用取模的方式
• 字符串：转成大的整型数字来处理。

哈希函数总结：上述设计方式都是转化成整型处理，并不是唯一的方法，

原则：

1.一致性：如果a == b,则hash(a) == hash(b)

2.高效性：计算高效简便

3.均匀性：哈希值均匀分布

2：JAVA中的hashCode方法：

package hash;

/**
 * Created by admin on 2019/1/10.
 */
public class HashCode {

    public static void main(String[] args) {
        Integer a = 42;
        System.out.println(a.hashCode());
        Integer b = -42;
        System.out.println(b.hashCode());
        Double c = 3.141592653;
        System.out.println(c.hashCode());
        String d = "airycode";
        System.out.println(d.hashCode());

        Student s = new Student(3,2,"bobo","bobo");
        System.out.println(s.hashCode());

        Student s2 = new Student(3,2,"BoBo","BoBo");
        System.out.println(s2.hashCode());
    }

}


package hash;

/**
 * Created by admin on 2019/1/10.
 */
public class Student {

    int grade;
    int cls;
    String firstName;
    String lastName;

    public Student(int grade, int cls, String firstName, String lastName) {
        this.grade = grade;
        this.cls = cls;
        this.firstName = firstName;
        this.lastName = lastName;
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        int B = 31;
        int hash = 0;
        hash = hash*B+grade;
        hash = hash*B+cls;
        hash = hash*B+firstName.toLowerCase().hashCode();//BB 和bb是一个人
        hash = hash*B+lastName.toLowerCase().hashCode();
        return hash;
    }
}

　　3：哈希函数冲突的处理：链地址法

java8之前，哈希表的实现，每个位置上对应的是一个链表。java8之后，数据量小的时候，还是链表，当哈希冲突达到一定的程度每个位置从链表转成红黑树。