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一、Hash的概念和基本特征
哈希(Hash)也称为散列#xff0c;就是把任意长度的输入#xff0c;通过散列算法#xff0c;变换成固定长度的输出#xff0c;这个输出值就是散列值。很多人可能想不明白#xff0c;这里的映射到底是啥意思#xff0c;为啥访问的时间… Hash基础
一、Hash的概念和基本特征
哈希(Hash)也称为散列就是把任意长度的输入通过散列算法变换成固定长度的输出这个输出值就是散列值。很多人可能想不明白这里的映射到底是啥意思为啥访问的时间复杂度为O(1)?我们只要看存的时候和读的时候分别怎么映射的就知道了。我们现在假设数组array存放的是1到15这些数现在要存在一个大小是7的Hash表中该如何存呢我们存储的位置计算公式是index number % 7
假如我要测试13在不在这里结构里则同样使用上面的公式来进行很明显13%76我们直接访问array[6]这个位置很明显是在的所以返回true。假如我要测试20在不在这里结构里则同样使用上面的公式来进行很明显20模76我们直接访问array[6]这个位置但是只有6和13所以返回false。理解这个例子我们就理解了Hash是如何进行最基本的映射的还有就是为什么访问的时间复杂度为O(1)。
二、碰撞处理方法(2种)
在上面的例子中我们发现有些在Hsh中很多位置可能要存两个甚至多个元素很明显单纯的数组是不行的这种两个不同的输入值根据同一散列函数计算出的散列值相同的现象叫做碰撞。那该怎么解决呢常见的方法有开放定址法(Java里的Threadlocal)、链地址法(Java里的ConcurrentHashMap)、再哈希法布隆过滤器、建立公共溢出区。后两种用的比较少重点看前两个。
1.开放定址法
开放定址法就是一旦发生了冲突就去寻找下一个空的散列地址只要散列表足够大空的散列地址总能找到并将记录存入。例如上面要继续存7,8,9的时候7没问题可以直接存到索引为0位置。8本来应该存到索引为1的位置但是已经满了所以继续向后找索引3的位置是空的所以8存到3位置。同理9存到索引6位置。这里是否有一个疑惑这样鸠占鹊巢的方法会不会引起混乱比如再存3和6的话本来自己的位置好好的但是被外来户占领了该如何处理呢这个问题直到我在学习Java里的ThreadLocal才解开。具体过程可以学习一下相关内容我们这里只说一下基本思想。ThreadLocal?有一个专门存储元素的TheadLocalMap,每次在get和set元素的时候会先将目标位置前后的空间搜索一下将标记为nul的位置回收掉这样大部分不用的位置就收回来了。这就像假期后你到公司每个人都将自己的位子附近打扫干净结果整个工作区就很干净了。当然Hsh处理该问题的整个过程非常复杂涉及弱引用等等这些都是Java技术面试里的高频考点。
2.链地址法
将哈希表的每个单元作为链表的头结点所有哈希地址为的元素构成一个同义词链表。即发生冲突时就把该关键字链在以该单元为头结点的链表的尾部。例如这种处理方法的问题是处理起来代价还是比较高的要落地还要进行很多优化例如在Java里的ConcurrentHashMap中就使用了这种方式其中涉及元素尽量均匀、访问和操作速度要快、线程安全、扩容等很多问题。我们来看一下下面这个Hash结构下面的图有两处非常明显的错误请你先想想是啥。 首先是数组的长度必须是2的n次幂这里长度是9明显有错然后是enty的个数不能大于数组长度的75%,如果大于就会触发扩容机制进行扩容这里明显是大于75%正确的图应该是这样的
