u8,u8国际,u8国际官方网站,u8国际网站,u8国际网址,u8国际链接,u8体育,u8体育官网,u8体育网址,u8注册,u8体育网址,u8官方网站,u8体育APP,u8体育登录,u8体育入口
以上讨论的查找方法,由于数据元素的存储位置与关键码之间不存在确定的关系,因此,查找时,需要进行一系列对关键码的查找比较,即“查找算法”是建立在比较的基础上的,查找效率由比较一次缩小的查找范围决定。理想的情况是依据关键码直接得到其对应的数据元素位置,即要求关键码与数据元素间存在一一对应关系,通过这个关系,能很快地由关键码得到对应的数据元素位置。
【例3】11个元素的关键码分别为18,27,1,20,22,6,10,13,41,15,25。选取关键码与元素位置间的函数为f(key)=keymod11
2.查找时,对给定值kx依然通过这个函数计算出地址,再将kx与该地址单元中元素的关键码比较,若相等,查找成功。
哈希表与哈希方法:选取某个函数,依该函数按关键码计算元素的存储位置,并按此存放;查找时,由同一个函数对给定值kx计算地址,将kx与地址单元中元素关键码进行比,确定查找是否成功,这就是哈希方法(杂凑法);哈希方法中使用的转换函数称为哈希函数(杂凑函数);按这个思想构造的表称为哈希表(杂凑表)。
对于n个数据元素的集合,总能找到关键码与存放地址一一对应的函数。若最大关键为m,可以分配m个数据元素存放单元,选取函数f(key)=key即可,但这样会造成存储空间的很大浪费,甚至不可能分配这么大的存储空间。通常关键码的集合比哈希地址集合大得多,因而经过哈希函数变换后,可能将不同的关键码映射到同一个哈希地址上,这种现象称为冲突(Collision),映射到同一哈希地址上的关键码称为同义词。可以说,冲突不可能避免,只能尽可能减少。所以,哈希方法需要解决以下两个问题:
(2)所选函数对关键码计算出的地址,应在哈希地址集中大致均匀分布,以减少空间
即取关键码的某个线性函数值为哈希地址,这类函数是一一对应函数,不会产生冲突,但要求地址集合与关键码集合大小相同,因此,对于较大的关键码集合不适用。
即取关键码除以p的余数作为哈希地址。使用除留余数法,选取合适的p很重要,若哈希表表长为m,则要求p≤m,且接近m或等于m。p一般选取质数,也可以是不包含小于20质因子的合数。
【例7.6】若关键码是4位十进制数,则每位上可能有十个不同的数符0~9,所以r=10。
【例7.7】若关键码是仅由英文字母组成的字符串,不考虑大小写,则每位上可能有26种不同的字母,所以r=26。
数字分析法根据r种不同的符号,在各位上的分布情况,选取某几位,组合成哈希地址。所选的位应是各种符号在该位上出现的频率大致相同。
所谓开放定址法,即是由关键码得到的哈希地址一旦产生了冲突,也就是说,该地址已经存放了数据元素,就去寻找下一个空的哈希地址,只要哈希表足够大,空的哈希地址总能找到,并将数据元素存入。
【例7.9】关键码集为{47,7,29,11,16,92,22,8,3},哈希表表长为11,
47、7、11、16、92均是由哈希函数得到的没有冲突的哈希地址而直接存入的;
由H1=(Hash(29)+1)mod11=8,哈希地址8为空,将29存入。另外,22、8同样在哈希地址上有冲突,也是由H1找到空的哈希地址的;
线性探测法可能使第i个哈希地址的同义词存入第i+1个哈希地址,这样本应存入第i+1个哈希地址的元素变成了第i+2个哈希地址的同义词,……,因此,可能出现很多元素在相邻的哈希地址上“堆积”起来,大大降低了查找效率。为此,可采用二次探测法,或双哈希函数探测法,以改善“堆积”问题。
双哈希函数探测法,先用第一个函数Hash(key)对关键码计算哈希地址,一旦产生地址冲突,再用第二个函数ReHash(key)确定移动的步长因子,最后,通过步长因子序列由探测函数寻找空的哈希地址。
一个溢出表 ElemType over_tbl[k];只要关键码对应的哈希地址在基本表上产生冲突,则所有这样的元素一律存入该表中。查找时,对给定值kx通过哈希函数计算出哈希地址i,先与基本表的base_tbl[i]单元比较,若相等,查找成功;否则,再到溢出表中进行查找。
哈希表的查找过程基本上和造表过程相同。一些关键码可通过哈希函数转换的地址直接找到,另一些关键码在哈希函数得到的地址上产生了冲突,需要按处理冲突的方法进行查找。在介绍的三种处理冲突的方法中,产生冲突后的查找仍然是给定值与关键码进行比较的过程。所以,对哈希表查找效率的量度,依然用平均查找长度来衡量。
查找过程中,关键码的比较次数,取决于产生冲突的多少,产生的冲突少,查找效率就高,产生的冲突多,查找效率就低。因此,影响产生冲突多少的因素,也就是影响查找效率的因素。影响产生冲突多少有以下三个因素:
1. 哈希函数是否均匀; 2. 处理冲突的方法; 3. 哈希表的装填因子。
分析这三个因素,尽管哈希函数的“好坏”直接影响冲突产生的频度,但一般情况下,我们总认为所选的哈希函数是“均匀的”,因此,可不考虑哈希函数对平均查找长度的影响。就线性探测法和二次探测法处理冲突的例子看,相同的关键码集合、同样的哈希函数,但在数据元素查找等概率情况下,它们的平均查找长度却不同:
α是哈希表装满程度的标志因子。由于表长是定值,α与“填入表中的元素个数”成正比,所以,α越大,填入表中的元素较多,产生冲突的可能性就越大;α越小,填入表中的元素较少,产生冲突的可能性就越小。
实际上,哈希表的平均查找长度是装填因子α的函数,只是不同处理冲突的方法有不同的函数。以下给出几种不同处理冲突方法的平均查找长度:
哈希方法存取速度快,也较节省空间,静态查找、动态查找均适用,但由于存取是随机的,因此,不便于顺序查找。