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2 KiB
2 KiB
小结
- 输入
key
,哈希表能够在O(1)
时间内查询到value
,效率非常高。 - 常见的哈希表操作包括查询、添加键值对、删除键值对和遍历哈希表等。
- 哈希函数将
key
映射为数组索引,从而访问对应桶并获取value
。 - 两个不同的
key
可能在经过哈希函数后得到相同的数组索引,导致查询结果出错,这种现象被称为哈希冲突。 - 哈希表容量越大,哈希冲突的概率就越低。因此可以通过扩容哈希表来缓解哈希冲突。与数组扩容类似,哈希表扩容操作的开销很大。
- 负载因子定义为哈希表中元素数量除以桶数量,反映了哈希冲突的严重程度,常用作触发哈希表扩容的条件。
- 链式地址通过将单个元素转化为链表,将所有冲突元素存储在同一个链表中。然而,链表过长会降低查询效率,可以进一步将链表转换为红黑树来提高效率。
- 开放寻址通过多次探测来处理哈希冲突。线性探测使用固定步长,缺点是不能删除元素,且容易产生聚集。多次哈希使用多个哈希函数进行探测,相较线性探测更不易产生聚集,但多个哈希函数增加了计算量。
- 不同编程语言采取了不同的哈希表实现。例如,Java 的
HashMap
使用链式地址,而 Python 的Dict
采用开放寻址。 - 在哈希表中,我们希望哈希算法具有确定性、高效率和均匀分布的特点。在密码学中,哈希算法还应该具备抗碰撞性和雪崩效应。
- 哈希算法通常采用大质数作为模数,以最大化地保证哈希值的均匀分布,减少哈希冲突。
- 常见的哈希算法包括 MD5, SHA-1, SHA-2, SHA3 等。MD5 常用语校验文件完整性,SHA-2 常用于安全应用与协议。
- 编程语言通常会为数据类型提供内置哈希算法,用于计算哈希表中的桶索引。通常情况下,只有不可变对象是可哈希的。