js實現數據結構及算法之散列表(Hashtable)

散列表(Hashtable)

散列表也被稱爲哈希表，Hash表是一種特殊的數據結構。

散列後的數據 能夠快速插入和取用

在散列表上插入、刪除和取用數據很是快，可是查找數據卻效率低下

js散列表基於數組設計，理想狀況散列函數會將每個鍵值映射爲惟一的數組索引，數組長度有限制，更現實的策略是將鍵均勻分佈

數組長度是預先設定的，能夠隨時增長，全部元素根據和該元素對應的鍵，保存數組特定的位置

即便使用高效的散列函數，依然存在兩個鍵值相同的狀況，這種現象稱爲碰撞（collision）

數組的長度應該是一個質數，全部的策略都基於碰撞

碰撞解決方法

開鏈法：兩個鍵相同保存位置同樣，開闢第二數組，也稱第二個數組爲鏈，適合空間小，數據量大

線性探測法屬於開放尋址散列，查找散列位置若是當前位置沒有繼續尋找下一個位置。存儲數據較大較適合。數組大小>=1.5*數據（開鏈法），數組大小>=2*數據（線性探測法）

js實現

/**
  * 一個簡單的散列表
  * @constructor
  */
 function HashTable() {
this.table = new Array(137);          // 定義數組長度
this.simpleHash = simpleHash;         // 簡單的散列函數
this.betterHash = betterHash;         // 簡單的散列函數
this.showDistro = showDistro;         // 顯示元素
this.put = put;                       // 插入元素
this.openPut = openPut;               // 開鏈法插入元素
this.linkPut = linkPut;               // 線性探測法插入元素
this.get = get;                       // 獲取元素
this.bulidTable = bulidTable          //添加二維數組
}
//簡單的散列函數 除留餘數法
 function simpleHash(data) {
   var total = 0
   for(var i = 0; i < data.length; i++){
     total += data.charCodeAt(i)
   }
   console.log(data + '->total' + total)
   return total % this.table.length
 }
 //顯示元素
 function showDistro() {
   for(var i = 0; i < this.table.length; i++) {
     if(this.table[i]  !== undefined) {
       console.log('鍵值是->' + i + '值是' + this.table[i])
     }
   }
 }
 //插入元素
 function put(data) {
  var pos = this.simpleHash(data)
   this.table[pos] = data
 }

 //獲取元素
 function get(data) {
   return this.table[this.simpleHash(data)]
 }

 var ht = new HashTable()
 ht.put('abc')
 ht.put('china')
 ht.put('bbb')
 ht.put('ss')
 ht.put('nicah')
 ht.put('cba')
 ht.showDistro()

能夠看到咱們插入6個值，最後只顯示3個，緣由是發生了碰撞

解決方法1：改造hash函數

//改造後的散列函數
function betterHash(data) {
  var h = 31
  var total = 0
  for(var i = 0; i < data.length; i++){
    total += h*total + data.charCodeAt(i)
  }
  console.log(data + '->total' + total)
  return total % this.table.length
}
//更改put
function put(data) {
 var pos = this.betterHash(data) //使用betterHash
  this.table[pos] = data
}

能夠看到其餘元素能夠顯示出來了，可是添加相同元素的時候，不顯示

解決方法2：開鏈法

在建立存儲散列過的鍵值數組時，建立一個新的空數組，而後將該數組付給散列表中的每一個數組元素，這樣建立了一個二維數組，也稱第二個數組爲鏈。

//添加二維數組
function bulidTable() {
  for(var i = 0; i<this.table.length; i++){
    this.table[i] = new Array()
  }
}//開鏈法插入元素
function openPut(data) {
  var pos = this.simpleHash(data)
  var index = 0
  if(this.table[pos][index] === undefined) {
    this.table[pos][index] = data
    index ++
  }else {
    while(this.table[pos][index] !== undefined) {
       ++index
    }
    this.table[pos][index] = data
  }
}
//顯示元素更改
function showDistro() {
  for(var i = 0; i < this.table.length; i++) {
    if(this.table[i][0] !== undefined) {
      console.log('鍵值是->' + i + '值是' + this.table[i])
    }
  }
}
//插入元素更改成simpleHash
function put(data) {
 var pos = this.simpleHash(data)
 this.table[pos] = data
}

var ht = new HashTable()
ht.bulidTable()
ht.openPut('abc')
ht.openPut('china')
ht.openPut('bbb')
ht.openPut('ss')
ht.openPut('nicah')
ht.openPut('cba')
ht.openPut('cba')
ht.showDistro()

能夠看到全部元素都被顯示出來了

解決方法3：線性探測法（尋址法）

當發生碰撞時，檢測下一個位置是否爲空。若是爲空，就將此數據存入該位置；若是不爲空，則繼續檢查下一個位置，直到找到下一個空的位置爲止。

//線性探測法
function linkPut(data) {
  var pos = this.simpleHash(data)
  if(this.table[pos] === undefined) {
    this.table[pos] = data
  }else {
    while(this.table[pos] !== undefined) {
      pos++
    }
    this.table[pos] = data
  }
}
//顯示元素
function showDistro() {
  for(var i = 0; i < this.table.length; i++) {
    if(this.table[i]  !== undefined) {
      console.log('鍵值是->' + i + '值是' + this.table[i])
    }
  }
}

var ht = new HashTable()
// ht.bulidTable()
ht.linkPut('abc')
ht.linkPut('china')
ht.linkPut('bbb')
ht.linkPut('ss')
ht.linkPut('nicah')
ht.linkPut('cba')
ht.linkPut('cba')
ht.showDistro()

能夠看到全部元素都被顯示出來了

至此，算是完成了散列表