哈希表

哈希表(Hash table)，是存儲鍵值(Key Value)對數據的一種數據結構。

例如，我們可以將人的名字作為鍵，性別作為值來存儲。通過把鍵映射到表中的一個位置來訪問數據，以提高查找速度。而這個映射關系就是哈希函數。

哈希函數

因為哈希表的數據映射關系以哈希函數為體現，為了避免小伙伴對哈希函數不夠了解，此處先介紹哈希函數。

哈希函數可以把給定的數據轉換成固定長度的無規律數值，可以把它想象成一臺處理器，如下圖所示：

輸入的數據經過加工后，會輸出對應的“哈希值”。哈希值多用十六進制表示(十六進制數范圍是，數字0~9和字母a~f)。而計算機中則使用0和1表示的二進制來管理這些數據，實際上，哈希函數就是計算機內部進行的某種運算。

哈希函數的五個基本特征：

不管輸入數據大或小，輸出的哈希值數據長度固定不變

如果輸入的數據相同，那么輸出的哈希值也必定相同

輸入相似的數據并不會導致輸出的哈希值也相似

即使輸入的數據完全不同，輸出的哈希值也有可能相同，這種情況叫作“哈希沖突”

哈希函數的輸入、輸出不可逆，即無法反向推算出原數據

哈希表結構

如果將鍵值對數據存儲在固定大小的數組中，那么當需要查找某個數據時，我們只能從頭開始遍歷，我相信你已經很熟悉了，這就是“線性查找”。數據量越多，線性查找耗費的時間就越長，從耗時來看，此處使用數組來存儲數據并不理想。

但使用哈希表就可以解決這個問題，首先，仍然使用具有5個存儲空間的數組來存儲數據。現在，嘗試將Sue的鍵值對數據存入數組，使用哈希函數(Hash)計算Sue的哈希值，得到的結果為83491，將哈希值對5取模(mod)，求得余數1。因此，我們將Sue數據存儲在數組1號空間中。

重復前面的操作，Tom鍵的哈希值為84274，mod 5后結果為4，將Tom數據存儲到4號空間中。

Bat鍵的哈希值為66549，mod 5后余數為4，按照前述操作來看，我們應當將其存入4號空間中，但4號空間已經存儲了Tom的數據，這種存儲位置重復的情況叫作“沖突”。遇到此種情況，可使用鏈表結構在已有的數據后面繼續存儲數據，關于鏈表的內容可見“鏈表”篇。

繼續存儲Amy數據，Amy鍵的哈希值為65965，mod 5后的余數為0，將其存儲在0號空間中。

Tan鍵的哈希值為83841，mod 5后的余數為1。本應將其存儲在數組1號空間中，但1號空間已有Sue的數據，故而使用鏈表，在Sue后面繼續存儲Tan的數據。

Rob數據同上，其哈希值為82341，mod 5后的余數為1，因“沖突”，使用鏈表結構，繼續存儲在Tan數據的后面。

像這樣存儲完數據，哈希表也就制作完成了。

查詢哈希表的數據也很簡單，先計算出目標數據鍵的哈希值，然后對其進行mod運算，得到余數即是數組對應的空間索引。如果這個數據正好存儲在數組空間上，那當然是皆大歡喜，如果不在，就需要對單鏈表進行線性查找了。

說明

哈希表中，可以通過哈希函數(Hash)快速獲取數組中的目標數據。如果出現“沖突”，可以使用單鏈表在已有數據的后面插入新數據來解決沖突，這個方法被稱為“鏈地址法”。這樣不管數據量是多少，都可以靈活處理。

當然，除了鏈地址法以外還有其他解決沖突的方法，使用較為廣泛的是“開放地址法”。此方法是指沖突發生時，循環計算下一個后補地址，直到有滿足條件的為止。

數組空間越小，哈希表沖突的概率就越大，對單鏈表的線性查找頻率就越高。反過來，如果數組空間過大，又會出現很多閑置的存儲空間，因此，設定合適的數組空間非常重要！

總結

以上是生活随笔為你收集整理的j - 数据结构实验:哈希表_一看就懂的数据结构基础「哈希表」的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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