夏驰和徐策带你从零开始学数据结构——哈希表

news2024/12/23 17:55:21


哈希表的概念:

哈希表是一种常用的数据结构,它可以在 O(1) 的时间复杂度内执行插入、查找和删除操作。哈希表的核心思想是使用哈希函数将键值对映射到数组中的一个位置上,从而实现快速的访问和修改。

哈希表由两个主要部分组成:哈希函数和数组。哈希函数将键映射到数组的下标,而数组则用来存储键值对。当需要访问或修改某个键值对时,只需要使用哈希函数将键转换为数组下标,然后访问或修改对应的位置即可。

使用哈希表的关键在于设计一个好的哈希函数,它应该满足以下几个要求:

  1. 一致性:同一个键总是映射到相同的数组下标。
  2. 均匀性:尽可能地使键被映射到不同的数组下标上,从而减少哈希冲突的概率。
  3. 高效性:计算哈希值的时间应该尽量短,以保证操作的高效性。

解决哈希冲突的方法有多种,常用的有链表法和开放地址法。链表法是在每个数组元素上维护一个链表,当哈希冲突发生时,将新的键值对插入到链表中。开放地址法则是尝试在其他空闲的位置上插入键值对,比如线性探测、二次探测和双重哈希等。

需要注意的是,哈希表的性能取决于哈希函数的设计和数组的大小。如果哈希函数不好,或者数组太小,就会导致哈希冲突增多,从而降低哈希表的效率。因此,在实际应用中,需要根据具体的场景来设计合适的哈希函数和数组大小,以达到最优的性能。

我的理解:

哈希表是一种用于快速查找和插入的数据结构,其核心思想是通过哈希函数将键映射到数组中的一个位置上。哈希函数将键映射到数组中的位置时,需要满足一致性、均匀性和高效性等要求。具体地说,一致性要求相同的键总是映射到相同的位置上,均匀性要求哈希函数能够尽可能地将键均匀地映射到数组中的位置上,高效性要求计算哈希值的时间尽量短。

哈希表的优点在于其插入、查找和删除的时间复杂度都为 O(1),即常数级别的时间复杂度,因此在需要快速进行这些操作的场合下,哈希表是一种非常有用的数据结构。常用的哈希表实现方式有链表法和开放地址法,其中链表法在哈希冲突时使用链表来存储冲突的键值对,而开放地址法则是尝试在其他空闲的位置上插入键值对。

总的来说,理解哈希表的概念需要掌握哈希函数的设计原理、数组的存储方式和解决哈希冲突的方法等基础知识,以及如何在实际应用中根据具体的场景来选择适合的哈希表实现方式。

例子:

假设我们有一个存储学生信息的数据集合,其中每个学生的信息包括学号、姓名、年龄等。我们需要能够快速地根据学号查找到对应的学生信息。这时,我们可以使用哈希表来实现这个功能。

首先,我们需要设计一个哈希函数,将学号映射到一个数组中的位置上。一种简单的哈希函数可以是取学号的最后几位作为数组下标,比如我们可以取学号的后两位作为下标,那么学号为"20230001"的学生会被映射到数组的第1个位置上,学号为"20230002"的学生会被映射到数组的第2个位置上,以此类推。

接下来,我们可以将每个学生的信息存储到对应的数组位置中。当需要查找某个学生信息时,只需要通过哈希函数计算出该学生信息所在的数组位置,然后访问该位置上的元素即可。

例如,如果我们需要查找学号为"20230001"的学生信息,就可以通过哈希函数将其映射到数组的第1个位置上,然后访问该位置上的元素,即可得到该学生的姓名、年龄等信息。由于哈希表的时间复杂度为 O(1),因此可以在常数级别的时间内完成这个操作,非常高效。

总结:

哈希表的重点:

  1. 哈希函数的设计:哈希函数需要将键映射到哈希表中的一个位置,使得每个位置都有均匀的分布,并且不同的键能够映射到不同的位置。

  2. 哈希冲突的处理:哈希冲突是指不同的键映射到了同一个位置,通常有两种处理方式:开放地址法和链表法。开放地址法会寻找哈希表中下一个空闲位置来存储键值对,而链表法会将冲突的键值对组织成一个链表,存储在同一个桶中。

哈希表的难点和易错点:

  1. 哈希函数的设计需要考虑多种因素,包括键的分布、哈希表的大小和性能等,因此需要具备较强的数学能力和经验。

  2. 哈希表的性能受到哈希冲突的影响,因此需要合理选择哈希函数和解决冲突的方法,避免出现过多的冲突,降低查询效率。

  3. 哈希表的空间占用和性能之间存在一定的权衡关系,需要根据具体应用场景和要求进行选择和优化。

  4. 哈希表的实现需要注意边界条件和特殊情况,比如哈希表为空、键不存在等情况的处理。此外,需要注意哈希函数的输出值需要在哈希表大小范围内。

  5. 在使用哈希表进行并发操作时,需要考虑线程安全的问题,避免出现竞争条件和数据损坏等情况。

 

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.coloradmin.cn/o/440126.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

Android开发—入门Kotlin编程语言

一、Kotlin简介 为什么Kotlin能代替Java此为Android官方第一支持的开发语言? 1)Kotlin的语法更加简洁,对于同样的功能,使用Ktolin开发的代码量可能会比使用Java开发减少50%甚至更多; 2)Kotlin语法更加高…

【Linux】文件IO---应用开发角度

目录简述 目录 前言: 一、Linux的文件 二、Linux文件系统目录结构 三、文件访问的方式 (1)通用方式:open/read/write/lseek/close 示例: (2)非通用函数:ioctl/mmap 示例&am…

使用ChatGPT+MindShow一键生成PPT,以后再也不用担心制作PPT啦

📋 个人简介 💖 作者简介:大家好,我是阿牛,全栈领域优质创作者。😜📝 个人主页:馆主阿牛🔥🎉 支持我:点赞👍收藏⭐️留言&#x1f4d…

深度学习及使用全连接神经网络实现手写数字识别案例开发

1.什么是深度学习和机器学习有什么区别?是什么原因使得部分问题机器学习无法解决需要深入研究深度学习? 人工智能、机器学习、深度学习的区别是什么?_哔哩哔哩_bilibili 深度学习是一种机器学习方法,它通过构建多层神经网络来实…

tmall.product.template.get( 产品接口 )

¥免费必须用户授权 产品模板获取接口,对于非关键属性的类目,发布达尔文(监管)产品时,必须先根据类目获取产品模板。 产品模板定义产品发布需要的类目属性,包括: 关键属性:关键属性可以在类目上不存在。不…

spring的应用 xml配置实现定时任务

定时任务的实现: 通过xml实现: 创建qiuckstart的maven文件 把依赖配置改改 jdk1.8 以及12 再删掉一些不必要的配置 引入spring依赖坐标 和java同一个目录下创建resources 作为 资源根 结构如图: spring.xml配置: 从官网复制…

《JavaEE》网络中的基本概念

👑作者主页:Java冰激凌 📖专栏链接:JavaEE 局域网/广域网 在我们的生活中 经常会使用到网络 对于网络 我们现在已经变得与生活息息相关 甚至可以说为密不可分 而在我们的网络中 我们的网络是分为局域网与广域网 我们的局域网和广域…

【8086汇编】环境搭建 - 学习笔记:WIN10下安装配置 MASMPlus + DOSBox

【8086汇编】环境搭建 - 学习笔记:WIN10下安装配置 MASMPlus DOSBox 一、MASMPlus 1.2下载安装 二、DOSBox 0.74-3下载安装配置自动挂载C盘添加环境变量 三、masm v5.0四、ml.exe v6.11参考资料 一、MASMPlus 1.2 下载 脚本之家:MASMPlus(汇编开发环境…

【深度学习】第六阶段

1、超参数调试 在深度学习中,有各种各样的超参数,其中包括:学习率 α \alpha α、动量超参数 β \beta β、Adam中的超参数 β 1 \beta_1 β1​、 β 2 \beta_2 β2​和 ε \varepsilon ε、神经网络层数、每层的结点数量、 小样本数据集大小…

mlq color transfer: Color Transfer Using Probabilistic Moving Least Squares

文章目录 Color Transfer Using Probabilistic Moving Least Squares1. 颜色转换2. 如何计算匹配点的概率3. 核心思想和具体操作:4. 特征点覆盖不到的颜色4.1这里介绍一下引文7:4.2. 分析 5. Probabilistic Moving Least Squares with Spatial Constrain…

智能学习 | MATLAB实现ANT-BP多变量时间序列预测(蚁群算法优化BP神经网络)

智能学习 | MATLAB实现ANT-BP多变量时间序列预测(蚁群算法优化BP神经网络) 目录 智能学习 | MATLAB实现ANT-BP多变量时间序列预测(蚁群算法优化BP神经网络)预测效果基本介绍程序设计参考资料预测效果 基本介绍 MATLAB实现ANT-BP多变量时间序列预测(蚁群算法优化BP神经网络…

如何通过Bug跟踪管理,有效减少软件缺陷Bug?

1、Bug生命周期 Bug的生命周期是指从Bug被发现到被关闭的过程。一般的缺陷状态是:新建--指派--已解决--待验--关闭。如果待验的Bug没有解决,我们需要重新激活--指派--已解决,循环这个过程,中间还包括拒绝、延期等。 Bug跟踪管理 减…

设计模式:创建者模式 - 代理模式

文章目录 1.概述2.结构3.静态代理4.JDK动态代理5.CGLIB动态代理6.三种代理的对比7.优缺点8.使用场景 1.概述 由于某些原因需要给某对象提供一个代理以控制对该对象的访问。这时,访问对象不适合或者不能直接引用目标对象,代理对象作为访问对象和目标对象…

VUE3 学习笔记(八)引入 EasyUI for Vue

目录 一、什么是 EasyUI? 二、安装EasyUI for Vue3 1. 使用NPM安装 2. 导入EasyUI 三、安装完成出现问题解决 一、什么是 EasyUI? easyui是一个基于jQuery、Angular、Vue和React的用户界面组件的集合。easyui为构建现代的、交互式的、javascript应用程序提供了基本功能…

【历史上的今天】4 月 20 日:中国接入国际互联网;戴尔登顶 PC 市场;计算机先驱诞生日

整理 | 王启隆 透过「历史上的今天」,从过去看未来,从现在亦可以改变未来。 今天是 2023 年 4 月 20 日,在 2005 年的今天,CNET 网络公司宣布以 1100 万美元现金收购 PCHome 公司。根据当时的协议,PCHome 创始人将保留…

ManageEngine AD360:简化AD管理过程,提高组织安全性

Active Directory(AD)是微软提供的一种广泛使用的域管理工具,可以用于组织内部用户、计算机和其他资源的管理。尽管AD是一个强大的工具,但是它的管理不总是容易的,尤其是当需要处理大量的用户和计算机时,会…

linux下hive远程数据库模式安装

文章目录 前言1.安装mysql1)使用yum安装2) 安装好启动服务3) 开启开机自动启动4) 修改权限4) 登录 2.Hive安装 Local/Embedded Metastore Database (Derby)1) 下载稳定版本解压即可2)配置环境变量3) 配置远程连接mysql数据库4)需要将mysql驱动…

Flink时间属性

1.概述 Flink支持三种与流数据处理相关的时间概念:Processing Time、Event Time和Ingestion Time。具体如下图所示: 当前Flink仅支持Processing Time和Event Time EventTime:您提供的事件时间(通常是数据的最原始的创建时间&…

MongoDB 之 updateMany

MongoDB 之 updateMany 使用 https://www.mongodb.com/docs/v6.0/reference/operator/update/#update-operators db.collection.updateMany(<filter>,<update>,{upsert: <boolean>,writeConcern: <document>,collation: <document>,arrayFilters…

NIFI从MySql中离线读取数据再导入到MySql中_03_来吧用NIFI实现_数据分页获取功能---大数据之Nifi工作笔记0038

之前使用querydatabasetable处理器来获取mysql中的数据,我们只能写死一个sql的查询语句,但是 实际引用环境中,我们的一张mysql的表,可能有上千万的数据,那么,不可能,我们把sql查询语句写死,这样一次性如果获取所有数据,那么压力太大了,我们怎么弄呢?找了很久没有找到相关教程…