Update hash map and hash collision.

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Yudong Jin 2022-12-13 01:36:40 +08:00
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commit 2bc6e3076d
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@ -13,7 +13,7 @@ comments: true
- 哈希表的桶的大小(地址范围)是有限的,只要数据量足够大,理论上一定会出现冲突; - 哈希表的桶的大小(地址范围)是有限的,只要数据量足够大,理论上一定会出现冲突;
- 哈希函数很难使键值对完全均匀分布,这也增大了冲突发生的可能性。 - 哈希函数很难使键值对完全均匀分布,这也增大了冲突发生的可能性。
哈希冲突的常见的解决方案有「链式地址」和「开放寻址」。 虽然理论上哈希冲突无法避免,但我们仍然可以在数据结构与算法层面缓解冲突问题,尽量保证哈希表的增删查改操作效率。**常见的哈希冲突的解决方案有「链式地址」和「开放寻址」**
## 链式地址 ## 链式地址

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@ -37,44 +37,132 @@ comments: true
哈希表的基本操作包括 **初始化、查询操作、添加与删除键值对** 哈希表的基本操作包括 **初始化、查询操作、添加与删除键值对**
```java title="hash_map.java" === "Java"
/* 初始化哈希表 */
Map<Integer, String> map = new HashMap<>();
/* 添加操作 */ ```java title="hash_map.java"
// 在哈希表中添加键值对 (key, value) /* 初始化哈希表 */
map.put(12836, "小哈"); Map<Integer, String> map = new HashMap<>();
map.put(15937, "小啰");
map.put(16750, "小算");
map.put(13276, "小法");
map.put(10583, "小鸭");
/* 查询操作 */ /* 添加操作 */
// 向哈希表输入键 key ,得到值 value // 在哈希表中添加键值对 (key, value)
String name = map.get(15937); map.put(12836, "小哈");
map.put(15937, "小啰");
map.put(16750, "小算");
map.put(13276, "小法");
map.put(10583, "小鸭");
/* 删除操作 */ /* 查询操作 */
// 在哈希表中删除键值对 (key, value) // 向哈希表输入键 key ,得到值 value
map.remove(10583); String name = map.get(15937);
```
/* 删除操作 */
// 在哈希表中删除键值对 (key, value)
map.remove(10583);
```
=== "C++"
```cpp title="hash_map.cpp"
```
=== "Python"
```python title="hash_map.py"
```
=== "Go"
```go title="hash_map.go"
```
=== "JavaScript"
```js title="hash_map.js"
```
=== "TypeScript"
```typescript title="hash_map.ts"
```
=== "C"
```c title="hash_map.c"
```
=== "C#"
```csharp title="hash_map.cs"
```
遍历哈希表有三种方式,即 **遍历键值对、遍历键、遍历值** 遍历哈希表有三种方式,即 **遍历键值对、遍历键、遍历值**
```java === "Java"
/* 遍历哈希表 */
// 遍历键值对 key->value ```java title="hash_map.java"
for (Map.Entry <Integer, String> kv: map.entrySet()) { /* 遍历哈希表 */
System.out.println(kv.getKey() + " -> " + kv.getValue()); // 遍历键值对 key->value
} for (Map.Entry <Integer, String> kv: map.entrySet()) {
// 单独遍历键 key System.out.println(kv.getKey() + " -> " + kv.getValue());
for (int key: map.keySet()) { }
System.out.println(key); // 单独遍历键 key
} for (int key: map.keySet()) {
// 单独遍历值 value System.out.println(key);
for (String val: map.values()) { }
System.out.println(val); // 单独遍历值 value
} for (String val: map.values()) {
``` System.out.println(val);
}
```
=== "C++"
```cpp title="hash_map.cpp"
```
=== "Python"
```python title="hash_map.py"
```
=== "Go"
```go title="hash_map.go"
```
=== "JavaScript"
```js title="hash_map.js"
```
=== "TypeScript"
```typescript title="hash_map.ts"
```
=== "C"
```c title="hash_map.c"
```
=== "C#"
```csharp title="hash_map.cs"
```
## 哈希函数 ## 哈希函数
@ -97,57 +185,101 @@ $$
<p align="center"> Fig. 哈希函数 </p> <p align="center"> Fig. 哈希函数 </p>
```java title="array_hash_map.java" === "Java"
/* 键值对 int->String */
class Entry {
public int key; // 键
public String val; // 值
public Entry(int key, String val) {
this.key = key;
this.val = val;
}
}
/* 基于数组简易实现的哈希表 */ ```java title="array_hash_map.java"
class ArrayHashMap { /* 键值对 int->String */
private List<Entry> bucket; class Entry {
public ArrayHashMap() { public int key; // 键
// 初始化一个长度为 100 的桶(数组) public String val; // 值
bucket = new ArrayList<>(); public Entry(int key, String val) {
for (int i = 0; i < 100; i++) { this.key = key;
bucket.add(null); this.val = val;
} }
} }
/* 哈希函数 */ /* 基于数组简易实现的哈希表 */
private int hashFunc(int key) { class ArrayHashMap {
int index = key % 100; private List<Entry> bucket;
return index; public ArrayHashMap() {
} // 初始化一个长度为 100 的桶(数组)
bucket = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 100; i++) {
bucket.add(null);
}
}
/* 查询操作 */ /* 哈希函数 */
public String get(int key) { private int hashFunc(int key) {
int index = hashFunc(key); int index = key % 100;
Entry pair = bucket.get(index); return index;
if (pair == null) return null; }
return pair.val;
}
/* 添加操作 */ /* 查询操作 */
public void put(int key, String val) { public String get(int key) {
Entry pair = new Entry(key, val); int index = hashFunc(key);
int index = hashFunc(key); Entry pair = bucket.get(index);
bucket.set(index, pair); if (pair == null) return null;
} return pair.val;
}
/* 删除操作 */ /* 添加操作 */
public void remove(int key) { public void put(int key, String val) {
int index = hashFunc(key); Entry pair = new Entry(key, val);
// 置为空字符,代表删除 int index = hashFunc(key);
bucket.set(index, null); bucket.set(index, pair);
}
/* 删除操作 */
public void remove(int key) {
int index = hashFunc(key);
// 置为空字符,代表删除
bucket.set(index, null);
}
} }
} ```
```
=== "C++"
```cpp title="array_hash_map.cpp"
```
=== "Python"
```python title="array_hash_map.py"
```
=== "Go"
```go title="array_hash_map.go"
```
=== "JavaScript"
```js title="array_hash_map.js"
```
=== "TypeScript"
```typescript title="array_hash_map.ts"
```
=== "C"
```c title="array_hash_map.c"
```
=== "C#"
```csharp title="array_hash_map.cs"
```
## 哈希冲突 ## 哈希冲突

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@ -37,6 +37,6 @@ comments: true
<p align="center"> Fig. 数据结构与算法的关系 </p> <p align="center"> Fig. 数据结构与算法的关系 </p>
!!! tip "约定俗成的习惯" !!! tip "约定俗成的简称"
在实际讨论中,我们通常会将「数据结构与算法」简称为「算法」。例如,我们熟称的 LeetCode 算法题目,实际上同时考察了数据结构和算法两部分知识。 在实际讨论中,我们通常会将「数据结构与算法」直接简称为「算法」。例如,我们熟称的 LeetCode 算法题目,实际上同时考察了数据结构和算法两部分知识。

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@ -115,7 +115,7 @@ comments: true
- 感谢我的女朋友泡泡担任本书的首位读者,从算法小白的视角为本书的写作提出了许多建议,使这本书更加适合算法初学者来阅读。 - 感谢我的女朋友泡泡担任本书的首位读者,从算法小白的视角为本书的写作提出了许多建议,使这本书更加适合算法初学者来阅读。
- 感谢腾宝、琦宝、飞宝为本书起了个响当当的名字,好听又有梗,直接唤起我最初敲下第一行代码 "Hello, World!" 的回忆。 - 感谢腾宝、琦宝、飞宝为本书起了个响当当的名字,好听又有梗,直接唤起我最初敲下第一行代码 "Hello, World!" 的回忆。
- 感谢我的导师李博,在小酌畅谈时你告诉我 “想做就去做” ,坚定了我写这本书的决心。 - 感谢我的导师李博,在小酌畅谈时您告诉我 “觉得适合、想做就去做” ,坚定了我写这本书的决心。
- 感谢苏潼为本书设计了封面和 LOGO ,我有些强迫症,前后多次修改,谢谢你的耐心。 - 感谢苏潼为本书设计了封面和 LOGO ,我有些强迫症,前后多次修改,谢谢你的耐心。
- 感谢 @squidfunk ,包括 [Material-for-MkDocs](https://github.com/squidfunk/mkdocs-material/tree/master) 顶级开源项目以及给出的写作排版建议。 - 感谢 @squidfunk ,包括 [Material-for-MkDocs](https://github.com/squidfunk/mkdocs-material/tree/master) 顶级开源项目以及给出的写作排版建议。

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@ -12,11 +12,11 @@ comments: true
![algorithm_animation](suggestions.assets/algorithm_animation.gif) ![algorithm_animation](suggestions.assets/algorithm_animation.gif)
## 使用源代码 ## 代码实践学
!!! tip "前置工作" !!! tip "前置工作"
安装本地编程环境。若无,可以参照下节 [编程环境安装](https://www.hello-algo.com/chapter_preface/installation/) 。 如果没有本地编程环境,可以参照下节 [编程环境安装](https://www.hello-algo.com/chapter_preface/installation/) 。
### 下载代码仓 ### 下载代码仓
@ -36,17 +36,17 @@ git clone https://github.com/krahets/hello-algo.git
![code_md_to_repo](suggestions.assets/code_md_to_repo.png) ![code_md_to_repo](suggestions.assets/code_md_to_repo.png)
这些源文件中包含测试样例,可以直接运行,帮助你省去不必要的调试时间,可以将精力集中在学习内容上。 这些源文件中包含详细注释,配有测试样例,可以直接运行,帮助你省去不必要的调试时间,可以将精力集中在学习内容上。
!!! tip "代码学习建议"
若学习时间紧张,请至少 **将所有代码通读并运行一遍**。若时间允许,强力建议 **对照着代码自己敲一遍**,逐渐锻炼肌肉记忆。相比于读代码,自己写的过程会带来新的收获。
![running_code](suggestions.assets/running_code.gif) ![running_code](suggestions.assets/running_code.gif)
## 参与讨论区 !!! tip "代码学习建议"
阅读本书时,请不要 “惯着” 那些弄不明白的知识点。如果有任何疑惑,可以在评论区留下你的问题,小伙伴们和我都会给予解答(我一般 2 ~ 3 天看一次评论区)。 若学习时间紧张,**请至少将所有代码通读并运行一遍**。若时间允许,**强烈建议对照着代码自己敲一遍**,逐渐锻炼肌肉记忆。相比于读代码,写代码的过程往往能带来新的收获。
## 提问讨论学
阅读本书时,请不要 “惯着” 那些弄不明白的知识点。如果有任何疑惑,**可以在评论区留下你的问题**,小伙伴们和我都会给予解答(您一般 3 天内会得到回复)。
同时,也希望你可以多花时间逛逛评论区。一方面,可以看看大家遇到了什么问题,反过来查漏补缺,这往往可以引起更加深度的思考。另一方面,也希望你可以慷慨地解答小伙伴们的问题、分享自己的见解,大家一起加油与进步! 同时,也希望你可以多花时间逛逛评论区。一方面,可以看看大家遇到了什么问题,反过来查漏补缺,这往往可以引起更加深度的思考。另一方面,也希望你可以慷慨地解答小伙伴们的问题、分享自己的见解,大家一起加油与进步!