哈希函数是一种将数据映射到固定大小的索引值的函数。由于输入数据的无限性和哈希表大小的有限性,很可能会出现冲突,即两个不同的输入数据映射到相同的索引值上。
解决哈希函数处理冲突的方法主要有以下几种:
1、链地址法(拉链法):这是最常见的解决哈希冲突的方法之一。在链地址法中,每个哈希桶存储的是一个链表或其他数据结构,当多个数据映射到同一个索引值时,它们会被插入到对应索引的链表中。这样,当需要查找某个数据时,需要遍历链表来找到目标数据。
2、开放地址法:在开放地址法中,每个哈希桶存储的是一个数据,当发生冲突时,将尝试在哈希表中的其他位置寻找空闲槽位来存储冲突的数据。开放地址法包括线性探测、二次探测和再哈希等方法。
- 线性探测:当发生冲突时,会依次查找哈希表中的下一个位置,直到找到一个空闲位置为止。具体地,如果某个数据映射到索引i,但是该位置已经被占用,那么会查找索引i+1,如果i+1仍然被占用,则继续查找i+2,以此类推,直到找到一个空闲位置为止。
- 二次探测:与线性探测类似,但是查找的步长不是固定的,而是通过一个二次函数计算得到的。具体地,如果某个数据映射到索引i,但是该位置已经被占用,那么会查找索引i+1²,如果i+1²仍然被占用,则继续查找i+2²,以此类推,直到找到一个空闲位置为止。
- 再哈希:这种方法会使用一个不同的哈希函数来计算新的索引值,以便当发生冲突时可以找到下一个空闲位置。具体地,如果某个数据映射到索引i,但是该位置已经被占用,那么会利用另外一个哈希函数计算出一个新的索引j,然后查找索引j,如果j仍然被占用,则继续计算新的索引值,直到找到一个空闲位置为止。
3、公共溢出区:这种方法会将所有冲突的数据都存储在一个公共的溢出区中。当哈希函数发生冲突时,将数据插入到溢出区中,然后通过一个指针将其链接到原本应该插入的位置。这样,在查找数据时,会根据哈希函数计算出索引值,然后再检查溢出区是否存在相应的数据。
不同的解决哈希冲突的方法有各自的优缺点。链地址法简单易实现,但是需要额外的空间来存储链表。开放地址法不需要额外的空间,但是容易产生聚集现象,导致查找效率下降。公共溢出区方法比较灵活,但是需要额外的指针来链接数据,增加了空间开销。在实际应用中,我们可以根据具体的情况选择合适的解决哈希冲突的方法。