data-structures - 哈希表是如何工作的?

标签 data-structures hash hashtable modulo

我正在寻找有关哈希表如何工作的解释 - 对于像我这样的傻瓜来说用简单的英语!

例如,我知道它需要 key ,计算散列(我正在寻找如何解释),然后执行某种模以计算出它在存储值的数组中的位置,但这就是我的知识停止的地方.

谁能解释一下这个过程?

编辑:我不是专门询问散列码的计算方式,而是询问散列表如何工作的一般概述。

最佳答案

这是通俗易懂的解释。

假设您想用书籍填满图书馆,而不仅仅是将它们塞进图书馆,还想在需要时能够轻松地再次找到它们。

因此,您决定,如果想要阅读一本书的人知道这本书的书名以及要引导的确切书名,那么这就是全部。有了书名,这个人在图书管理员的帮助下应该能够轻松快速地找到这本书。

那么,你怎么能这样做呢?嗯,显然你可以保留某种类型的列表,列出每本书的放置位置,但是你会遇到与搜索图书馆相同的问题,你需要搜索列表。诚然,该列表会更小且更易于搜索,但您仍然不想从库(或列表)的一端到另一端按顺序搜索。

您想要一些带有书名的东西,可以立即为您提供正确的位置,因此您要做的就是走到正确的书架上,然后拿起书。

但是怎么做呢?好吧,当你填满图书馆时要深思熟虑,当你填满图书馆时需要做很多工作。

您不是只是开始从一端到另一端填满图书馆,而是设计了一种聪明的小方法。您获取书名,通过一个小型计算机程序运行它,该程序会在该书架上输出一个书架编号和一个插槽编号。这是你放置书的地方。

这个程序的美妙之处在于,当一个人回来读这本书时,你再次通过程序输入标题,并返回与你最初获得的相同的书架号和插槽号,这就是书所在的地方。

正如其他人已经提到的,该程序被称为散列算法或散列计算,通常通过将数据输入其中(在这种情况下是书名)并从中计算出一个数字来工作。

为简单起见,假设它只是将每个字母和符号转换为一个数字并将它们相加。实际上,它比这复杂得多,但让我们暂时搁置它。

这种算法的美妙之处在于,如果你一次又一次地向它输入相同的输入,它每次都会不断吐出相同的数字。

好的,这基本上就是哈希表的工作方式。

技术内容如下。

首先,是数字的大小。通常,这种散列算法的输出在某个大数的范围内,通常比表中的空间大得多。例如,假设我们的图书馆正好有 100 万本书的空间。哈希计算的输出可能在 0 到 10 亿之间,这要高得多。

那么我们该怎么办?我们使用一种叫做模数计算的东西,它基本上是说,如果你数到你想要的数字(即十亿个数字)但想要保持在一个更小的范围内,每次你达到那个更小的范围的限制时,你就会重新开始0,但你必须跟踪你在大序列中走了多远。

假设散列算法的输出在 0 到 20 的范围内,并且您从特定标题中获得值 17。如果图书馆的大小只有 7 本书,你数 1、2、3、4、5、6,当你数到 7 时,你从 0 开始。因为我们需要数 17 次,所以我们有 1, 2, 3, 4, 5, 6, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 0, 1, 2, 3,最后的数是3。

当然模数计算不是那样做的,它是用除法和余数来完成的。 17 除以 7 的余数是 3(7 在 14 处 2 次变成 17,17 和 14 之间的差是 3)。

因此,您将书放在第 3 个插槽中。

这会导致下一个问题。碰撞。由于该算法无法将书籍隔开以便它们完全填满图书馆(或者如果您愿意的话,可以填满哈希表),因此它最终总是会计算出一个以前使用过的数字。在图书馆的意义上,当你到达书架和你想放书的位置时,那里已经有一本书了。

存在各种冲突处理方法,包括将数据运行到另一个计算中以获得表中的另一个位置( double hashing ),或者只是找到一个接近给定的空间(即紧挨着上一本书,假设插槽也称为 linear probing )。这意味着当您稍后尝试查找这本书时,您需要进行一些挖掘工作,但这仍然比简单地从图书馆的一端开始要好。

最后,在某些时候,您可能希望将比图书馆允许的更多的书籍放入图书馆。换句话说,您需要构建一个更大的库。由于图书馆中的确切位置是使用图书馆的确切和当前大小计算的,因此如果您调整图书馆的大小,您可能最终不得不为所有书籍找到新的位置,因为计算已完成以找到它们的位置已经改变。

我希望这个解释比桶和函数更接地气:)

关于data-structures - 哈希表是如何工作的?,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/730620/

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