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15-哈希表

news 来源：原创 2024/5/10 9:27:58

哈希表（Hash table），也称散列表，是一个能够将数值映射而成地址从而进行直接访问的数据结构，通过哈希表我们可以快速、迅捷地访问数据。

哈希表原理

假设我们拥有一个数x（也称关键值，key），那么我们可以通过哈希函数，将这个关键值x映射成一个数k，再将这个数k对应成一个表中的位置，那么我们就可以通过这个表来访问或者存储数据了。

由此可以看出，我们想要创建一个哈希表，首先需要创建一个哈希函数。由上图可以知道，哈希函数主要功能是将一个关键值转换为一个地址，可以理解为一个多变少的过程，例如关键值x的范围假位于-10^{9}到10^{9}之间，那么利用哈希的方式我们可以将这个关键值x的范围缩小到0~10^{5}。那么我们要想限制某个数取到一定的区间范围，那么我们自然而然想到取模操作。取模操作可以让限定一个数x变成比所取得模小的数。这里我们想将范围限定到1000以内。但是这里有个问题，如果我们限定关键值为范围-10^{9}到10^{9}，那么很大情况下多个数通过哈希函数映射出来的是一个数！

拉链法

拉链法原理

为此我们需要在每一个值k后面创建一个链表来存储这些相同映射的关键值，这种方式也称为拉链法。

虽然有方法可以解决这个问题，但是我们还是需要尽量避免这种情况的发生，为此我们取需要一个靠近1000的质数N，这里求出来是1003。得到了这个数后，我们就用x除以这个数N取模。但是还有一个问题，我们尽量让取得模是正数，所以要关注关于负数的余数问题，即还需要将其负数的模转换为正数，为此我们将其模加上N本身再取模。


using namespace std;const int N = 1003;int Hash_func(int x)
{return (x % N + N) % N;
}

哈希表插入（拉链法）

在此之后，我们就可以考虑如何插入一个数进哈希表了。首先我们需要有一个数组来存储所有我们可能映射出来的数k的集合。这里开辟一个数组h，因为我们设定最多只有1003个映射位置地址，所以这个数组也是大小为1003。那么我们存储过程就可以理解为在在这个数组下面挂上一串数据。例如我们有一个数据x，我们将其传入哈希函数后得到的位置为k，我们就找到在数组h种下标为k的位置 ，将这个数据挂在其下面，而“挂”的过程可以使用单链表来进行。

对应于代码，我们首先创建一个h数组、单链表指针数组Node、单链表数值数组val和当前下标index，然后获取地址值后在其下方创建一个节点即可，那么数组h[k]就对应单链表的头节点了。所以我们要对h数组所有值进行初始化，赋值为-1（因为单链表头节点在其它节点还没有创建的时候指向下标我们默认设置为-1）。

using namespace std;
const int N = 1003;
int h[N], Node[N],val[N],index;void Insert(int x)
{int n = Hash_func(x);val[index] = x;Node[index] = h[n];h[n] = index;index++;
}int main()
{memset(h, -1, sizeof(h));return 0;
}

哈希表查询（拉链法）

 对于哈希表的查询操作，我们可以类似参考单链表的遍历查询。首先我们还是需要将需要查的数通过查哈希函数获取其对应的地址，然后在对应的地址下面遍历全部的节点。如果有节点的数值和所需要搜索的数值相同，那么我们就返回真；如果一直都找不到合适的数值，那么我们就返回假（即没有找到）。

bool find(int x)
{int n = Hash_func(x);for(int i =h[n];i!=-1;i=Node[i]){if (val[i] == x)return true;}return false;
}

开放寻址法

除了拉链法，我们还可以寻找另一种方法来解决哈希表的冲突，那就是开放寻址法。开放寻址法不同于拉链法在数组每一个元素后创建单链表来存储关键值。它只开辟一个数组，这个数组就可用来存储关键值，那它是如何处理哈希冲突的呢？

开放寻址法原理

首先我们开辟一个很大的数组，一般比预定最大大小还要大两三倍的数组。如果有一个关键值9，它通过哈希函数后得到的数是1，但是它查询后发现k=1的位置已经有一个哈希函数计算值也为1的关键值36占据了，那么它将会向后继续找空余的位置。而它后面是哈希函数值为2的关键值54，但是第三个位置是空的，那么它就可以存储在这里了。

同理，如果我们需要在这里寻找是否有某个数x，它的哈希函数计算值为1，那么我们就先通过哈希函数求得第一个满足哈希函数的关键值的在数组中的下标，然后找到这个值，将其与要求寻找的数x进行对比，如果不是就继续往后找，寻找有无和x相等的关键值，如果找到一个位置为空，那可以判断这个要找到值x不存在了。

下面我们用代码实现一下：

首先依旧是需要写一个哈希函数，并且创建一个一维数组，这里我创建比原来大两倍。但是这里有个问题，我们应该如何判断一个格子是否为空？因为一个数组会进行初始化，里面会存一些其它的数值。为此，我们决定利用一个在关键值的有效区间外的大数作为“空”的参照物。一开始这个数会充满整个一维数组，那么此时我们就可以认为这个数字“空”了。所以我们还设置了一个变量is_Empty。

#include<iostream>
#include<cstring>using namespace std;const int N = 2003, is_Empty = 10000;
int h[N];int hash_func(int x)
{return (x % N + N) % N;
}

 下面就是需要实现一个find函数，它起到的是查询操作。这里依旧是调用哈希函数获得地址，然后就是关键的一步，通过一个while循环来判断是否存在关键值x。while循环的终止条件有两个：一是我们找到了x（h[k]==x）；二是h[k]的地方为“空”（里面存的是我们预设的大数），那么此时这个x就不存在了。如果找一遍都找不到，那么我们会选择将一个合适的空位返回去（而不是返回布尔变量之类的，这么做有利于我们后边的插入操作）。

int find(int x)
{int k = hash_func(x);while (h[k] != is_Empty && h[k] != x ){k++;if (k == N) k = 0;}return k;
}

下面就是插入操作，由于我们之前设置find函数返回的是一个合适存储x的位置，所以Insert函数我们直接将这个值赋予给这个下标k的位置即可。

void Insert(int x)
{int k = find(x);h[k] = x;
}

 总的代码：

#include<iostream>
#include<cstring>using namespace std;const int N = 2003, is_Empty = 10000;
int h[N];int hash_func(int x)
{return (x % N + N) % N;
}int find(int x)
{int k = hash_func(x);while (h[k] != is_Empty && h[k] != x ){k++;if (k == N) k = 0;}return k;
}void Insert(int x)
{int k = find(x);h[k] = x;
}int main()
{for (int i = 0; i < N; i++)h[i] = is_Empty;Insert(10);return 0;
}

参考资料

参考资料1

参考资料2

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编程日记 2024/4/21 12:46:46

韩长赋在第七届杭州全球企业家论坛开幕式上讲话

今天我们相聚在美丽的西子湖畔&#xff0c;隆重举办“第七届杭州全球企业家论坛暨中国消费品博览会”&#xff0c;旨在凝聚发展力量&#xff0c;共创合作未来。 今年是全面贯彻落实党的二十大精神的开局之年&#xff0c;是全面建设社会主义现代化国家&#xff0c;加快建设农业强…...

编程日记 2024/5/1 22:40:59

webpack+nginx开启gzip压缩部署项目

首先在服务器安装nginx sudo apt update sudo apt install nginx 安装完毕后将前端项目打包 webpack.output.publicPath里配置资源基础路径 资源打包出来就是/publicPath开头 1.http://www.xxx.com/ publicPath: / 2.http://www.xxx.com/web publicPath: /web/ 尾巴多加个/…...

编程日记 2024/4/21 3:07:23

coco 2017数据集 类别提取并转换为yolo数据集

coco 2017数据集提取和转换本次分割的动物数据集 4G一. coco2017数据集结构标注文件解析二. 提取需要的类别重新封装成coco数据集&#xff08;这里以动物类别为例&#xff09;三. 转换为yolo 数据集本次分割的动物数据集 4G https://download.csdn.net/download/qq_26696715/8…...

编程日记 2024/5/5 9:29:03

jdk线程池技术

jdk线程池ThreadPoolExecutor的7个参数 public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,BlockingQueue<Runnable> workQueue,ThreadFactory threadFactory,RejectedExecutionHandler handler) {if (corePoolSize &l…...

编程日记 2024/5/8 15:13:14

keepalived+nginx 双机热备搭建

keepalivednginx 双机热备搭建一、准备工作1.1 准备两台centos7.91.2 nginx 与 keepalived软件 双机安装1.3 ip分配1.4 修改主机名1.5 关闭selinux&#xff08;双机执行&#xff09;1.6 修改hosts&#xff08;双机执行&#xff09;二、安装keepalived2.1 执行一下命令安装keepa…...

编程日记 2024/5/9 12:04:28

【云原生】容器编排技术Docker Compose

为什么需要Docker ComposeDocker Compose介绍Docker Compose安装Docker Compose版本介绍Docker Compose基本命令介绍Docker Compose实战Docker Compose Yml文件介绍总结为什么需要Docker Compose Docker帮助我们解决服务的打包安装的问题&#xff0c;随着而来的问题就是服务过…...

编程日记 2024/5/6 12:20:46

String、StringBuilder、StringBuffer的四大区别解析

面试官问&#xff1a;String、StringBuilder、StringBuffer有什么区别么&#xff1f; 这个问题是个高频问题&#xff0c;所以今天从源码上进行深度刨析他们的区别。 如何回答&#xff1a; 从四个点出发&#xff1a; 1、可变/不可变类 String是不可变类。他被被final修饰&…...

编程日记 2024/4/25 13:06:33

部署JVS服务出现上传文件不可用，问题原因排查。

事情的起因是这样的&#xff0c;部门经理让我部署一下JVS资源共享框架&#xff0c;项目的地址是在这里 项目资源地址 各位小伙伴们做好了&#xff0c;我要开始发车了&#xff0c;全新的“裂开之旅” 简单展示一下如何部署JVS文档 直达链接 撕裂要开始了 本来服务启动的好好…...

编程日记 2024/5/10 5:42:35

一、手写一个uart协议——rs232

先了解一下关于uart和rs232的基础知识 文章目录 一、RS232的回环测试1.1模块整体架构1.2 rx模块设计1.2.1 波形设计1.2.2代码实现与tb1.2.4 仿真 1.3 tx模块设计1.3.1 波形设计1.3.2 代码实现与tb1.3.4 顶层设计1.3.3 仿真 本篇内容&#xff1a; 一、RS232的回环测试 上位机…...

编程日记 2024/5/9 15:34:10

第十五届蓝桥杯省赛大学B组(c++)

很幸运拿了辽宁赛区的省一,进入6月1号的国赛啦... 这篇文章主要对第十五届省赛大学B组(C)进行一次完整的复盘,这次省赛2道填空题6道编程题: A.握手问题 把握手情景看成矩阵: 粉色部分是7个不能互相捂手的情况 由于每个人只能和其他人捂手, 所以黑色情况是不算的 1和2握手2和…...

编程日记 2024/5/9 9:09:34

VS2022Qt6通过ODBC连接MySQL

QSqlDatabase是Qt框架中用于管理数据库连接的类。它提供了一种在Qt应用程序中连接和操作数据库的方式。通过QSqlDatabase&#xff0c;可以连接到各种类型的数据库&#xff0c;并执行查询、插入、更新和删除等操作&#xff0c;Qt通过ODBC连接数据库的第一步就是初始化QSqlDataba…...

编程日记 2024/5/9 6:18:01

企业车辆管理系统参考论文（论文 + 源码）

【免费】关于企业车辆管理系统.zip资源-CSDN文库https://download.csdn.net/download/JW_559/89282550 企业车辆管理系统 摘 要 随着经济的日益增长,车辆作为最重要的交通工具,在企事业单位中得以普及,单位的车辆数目已经远远不止简单的几辆,与此同时就产生了车辆资源的合理…...

编程日记 2024/5/9 0:44:17

NodeMCU ESP8266 操作 SSD1306 OLED显示屏详解（图文并茂）

文章目录 1 模块介绍2 接线介绍3 安装SSD1306驱动库4 源码分析4.1 硬件兼容性4.2 可能存在的问题总结1 模块介绍 我们将在本教程中使用的OLED显示屏是SSD1306型号：单色0.96英寸显示屏，像素为12864，如下图所示。 OLED显示屏不需要背光，这在黑暗环境中会产生非常好的对比度。…...

编程日记 2024/5/9 0:03:10

MoviePy（Python音视频开发）

音视频基础帧率、码率、分辨率视频格式H.264和H.265视频压缩算法 Moviepy常见剪辑类VideoFlieClipImageFlieClipColorClipTextClipCompositeVideoClipAudioFlieClipCompositeAudioClip 常见操作音视频的读入与导出截取音视频 音视频基础 帧率、码率、分辨率 体积&#xff08;V…...

编程日记 2024/5/10 4:51:02

深入理解Django：中间件与信号处理的艺术

title: 深入理解Django&#xff1a;中间件与信号处理的艺术 date: 2024/5/9 18:41:21 updated: 2024/5/9 18:41:21 categories: 后端开发 tags: Django中间件信号异步性能缓存多语言 引言 在当今的Web开发领域&#xff0c;Django以其强大的功能、简洁的代码结构和高度的可扩…...

编程日记 2024/5/10 3:12:28

【6D位姿估计】FoundationPose 跑通demo 训练记录

前言 本文记录在FoundationPose中&#xff0c;跑通基于CAD模型为输入的demo&#xff0c;输出位姿信息&#xff0c;可视化结果。 然后分享NeRF物体重建部分的训练&#xff0c;以及RGBD图为输入的demo。 1、搭建环境 方案1&#xff1a;基于docker镜像&#xff08;推荐&#xf…...

编程日记 2024/5/10 2:26:59

卷积通用模型的剪枝、蒸馏---蒸馏篇--RKD关系蒸馏（以deeplabv3+为例）

本文使用RKD实现对deeplabv3+模型的蒸馏；与上一篇KD蒸馏的方法有所不同，RKD是对展平层的特征做蒸馏，蒸馏的loss分为二阶的距离损失Distance-wise Loss和三阶的角度损失Angle-wise Loss。 一、RKD简介 RKD算法的核心是以教师模型的多个输出为结构单元，取代传统蒸馏学习中以教…...

编程日记 2024/5/9 23:04:57

多线程三种实现

多线程 线程 线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位。它被包含在进程之中&#xff0c;是进程中的实际运作单位。 &#xff08;理解&#xff1a;应用软件中互相独立&#xff0c;可以同时运行的功能&#xff09; 进程 进程是程序的基本执行实体。&#xff08;理解&#…...

编程日记 2024/5/9 22:28:36

Redis-5 分布式锁

一.为什么要使用分布式锁&#xff1f; 传统的互斥锁synchronized只能作用于同一台虚拟机上的线程&#xff0c;在使用服务器集群部署的情况下&#xff0c;互斥锁就会失效&#xff0c;因此要采用分布式锁来处理不同服务器上的线程访问同一资源的情况。 二.redis的分布式锁是如何…...

编程日记 2024/5/9 17:56:50