雜湊表資料結構一看就懂的資料結構基礎雜湊表

雜湊表

雜湊表(hash table)，是儲存鍵值(key value)對資料的一種資料結構。

例如，我們可以將人的名字作為鍵，性別作為值來儲存。通過把鍵對映到表中的乙個位置來訪問資料，以提高查詢速度。而這個對映關係就是雜湊函式。

雜湊函式

因為雜湊表的資料對映關係以雜湊函式為體現，為了避免小夥伴對雜湊函式不夠了解，此處先介紹雜湊函式。

雜湊函式可以把給定的資料轉換成固定長度的無規律數值，可以把它想象成一台處理器，如下圖所示：

輸入的資料經過加工後，會輸出對應的「雜湊值」。雜湊值多用十六進製制表示(十六進製制數範圍是，數字0~9和字母a~f)。而計算機中則使用0和1表示的二進位制來管理這些資料，實際上，雜湊函式就是計算機內部進行的某種運算。

雜湊函式的五個基本特徵：

不管輸入資料大或小，輸出的雜湊值資料長度固定不變

如果輸入的資料相同，那麼輸出的雜湊值也必定相同

輸入相似的資料並不會導致輸出的雜湊值也相似

即使輸入的資料完全不同，輸出的雜湊值也有可能相同，這種情況叫作「雜湊衝突」

雜湊函式的輸入、輸出不可逆，即無法反向推算出原資料

雜湊表結構

如果將鍵值對資料儲存在固定大小的陣列中，那麼當需要查詢某個資料時，我們只能從頭開始遍歷，我相信你已經很熟悉了，這就是「線性查詢」。資料量越多，線性查詢耗費的時間就越長，從耗時來看，此處使用陣列來儲存資料並不理想。

但使用雜湊表就可以解決這個問題，首先，仍然使用具有5個儲存空間的陣列來儲存資料。現在，嘗試將sue的鍵值對資料存入陣列，使用雜湊函式(hash)計算sue的雜湊值，得到的結果為83491，將雜湊值對5取模(mod)，求得餘數1。因此，我們將sue資料儲存在陣列1號空間中。

重複前面的操作，tom鍵的雜湊值為84274，mod 5後結果為4，將tom資料儲存到4號空間中。

bat鍵的雜湊值為66549，mod 5後餘數為4，按照前述操作來看，我們應當將其存入4號空間中，但4號空間已經儲存了tom的資料，這種儲存位置重複的情況叫作「衝突」。遇到此種情況，可使用鍊錶結構在已有的資料後面繼續儲存資料，關於鍊錶的內容可見「鍊錶」篇。

繼續儲存amy資料，amy鍵的雜湊值為65965，mod 5後的餘數為0，將其儲存在0號空間中。

tan鍵的雜湊值為83841，mod 5後的餘數為1。本應將其儲存在陣列1號空間中，但1號空間已有sue的資料，故而使用鍊錶，在sue後面繼續儲存tan的資料。

rob資料同上，其雜湊值為82341，mod 5後的餘數為1，因「衝突」，使用鍊錶結構，繼續儲存在tan資料的後面。

像這樣儲存完資料，雜湊表也就製作完成了。

查詢雜湊表的資料也很簡單，先計算出目標資料鍵的雜湊值，然後對其進行mod運算，得到餘數即是陣列對應的空間索引。如果這個資料正好儲存在陣列空間上，那當然是皆大歡喜，如果不在，就需要對單鏈表進行線性查詢了。

說明

雜湊表中，可以通過雜湊函式(hash)快速獲取陣列中的目標資料。如果出現「衝突」，可以使用單鏈表在已有資料的後面插入新資料來解決衝突，這個方法被稱為「鏈位址法」。這樣不管資料量是多少，都可以靈活處理。

陣列空間越小，雜湊表衝突的概率就越大，對單鏈表的線性查詢頻率就越高。反過來，如果陣列空間過大，又會出現很多閒置的儲存空間，因此，設定合適的陣列空間非常重要！

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