哈希表

（轉自leetcode，https://leetcode-cn.com/leetbook/read/hash-table/xh8uld/）

哈希表的原理：

哈希表的關鍵思想是使用哈希函數將鍵映射到存儲桶。更確切地說，

1.當咱們插入一個新的鍵時，哈希函數將決定該鍵應該分配到哪一個桶中，並將該鍵存儲在相應的桶中；
2.當咱們想要搜索一個鍵時，哈希表將使用相同的哈希函數來查找對應的桶，並只在特定的桶中進行搜索。

 

咱們使用 y = x ％ 5 做爲哈希函數。讓咱們使用這個例子來完成插入和搜索策略：

1.插入：咱們經過哈希函數解析鍵，將它們映射到相應的桶中。
例如，1987 分配給桶 2，而 24 分配給桶 4。
2.搜索：咱們經過相同的哈希函數解析鍵，並僅在特定存儲桶中搜索。
若是咱們搜索 1987，咱們將使用相同的哈希函數將1987 映射到 2。所以咱們在桶 2 中搜索，咱們在那個桶中成功找到了 1987。
例如，若是咱們搜索 23，將映射 23 到 3，並在桶 3 中搜索。咱們發現 23 不在桶 3 中，這意味着 23 不在哈希表中。

 

哈希表的設計：

1.哈希函數

哈希函數是哈希表中最重要的組件，該哈希表用於將鍵映射到特定的桶。在上一篇文章中的示例中，咱們使用 y = x % 5 做爲散列函數，其中 x 是鍵值，y 是分配的桶的索引。

散列函數將取決於鍵值的範圍和桶的數量。

下面是一些哈希函數的示例：

 

 

2.衝突解決

理想狀況下，若是咱們的哈希函數是完美的一對一映射，咱們將不須要處理衝突。不幸的是，在大多數狀況下，衝突幾乎是不可避免的。例如，在咱們以前的哈希函數（y  =  x ％ 5）中，1987 和 2 都分配給了桶 2，這是一個衝突。

衝突解決算法應該解決如下幾個問題：

如何組織在同一個桶中的值？
若是爲同一個桶分配了太多的值，該怎麼辦？
如何在特定的桶中搜索目標值？
根據咱們的哈希函數，這些問題與桶的容量和可能映射到同一個桶的鍵的數目有關。

讓咱們假設存儲最大鍵數的桶有 N 個鍵。

一般，若是 N 是常數且很小，咱們能夠簡單地使用一個數組將鍵存儲在同一個桶中。若是 N 是可變的或很大，咱們可能須要使用高度平衡的二叉樹來代替.。