Python 散列表查詢_進入<哈希函數>為結界的世界
1. 前言
哈希表
或稱為散列表
,是一種常見的、使用頻率非常高的數據存儲方案。
哈希表
屬於抽象數據結構,需要開發者按哈希表
數據結構的存儲要求進行 API
訂製,對於大部分高級語言而言,都會提供已經實現好的、可直接使用的 API
,如 JAVA
中有 MAP
集合、C++
中的 MAP
容器,Python
中的字典……
使用者可以使用 API
中的方法完成對哈希表
的增、刪、改、查……一系列操作。
如何學習哈希表?
可以從 2
個角度開始:
- 使用者角度:只需要知道
哈希表
是基於鍵
、值
對存儲的解決方案,另需要熟悉不同電腦語言提供的基於哈希表
數據結構的API
實現,學會使用API
中的方法。 - 開發者的角度:則需要知道
哈希表
底層實現原理,以及實現過程中需要解決的各種問題。本文將站在開發者的角度,帶著大家一起探究哈希
的世界。
2. 哈希表
什麼是哈希表?
哈希表
是基於鍵
、值
對存儲的數據結構,底層一般採用的是列表(數組)
。
大家都知道,基於列表(數組)
的查詢速度非常快,時間複雜度是 O(1)
,常量級別的。
列表的底層存儲結構是連續的記憶體區域,只要給定數據在列表(數組)中的位置,就能直接查詢到數據。理論上是這麼回事,但在實際操作過程,查詢數據的時間複雜度卻不一定是常量級別的。
如存儲下面的學生資訊,學生資訊包括學生的姓名和學號。在存儲學生數據時,如果把學號為 0
的學生存儲在列表 0
位置,學號為 1
的學生存儲在列表 1
位置……
這裡把學生的學號和列表的索引號進行關聯,查詢某一個學生時,知道了學生的學號也就知道了學生數據存儲在列表中的位置,可以認為查詢的時間複雜度為 O(1)
。
之所以可以達到常量級,是因為這裡有資訊關聯(學生學號關聯到數據的存儲位置)。
還有一點,學生的學號是公開資訊也是常用資訊,很容易獲取。
但是,不是存儲任何數據時,都可以找到與列表位置相關聯的資訊。比如存儲所有的英文單詞,不可能為每一個英文單詞編號,即使編號了,編號在這裡也僅僅是流水號,沒有數據含義的數據對於使用者來講是不友好,誰也無法記住哪個英文單詞對應哪個編號。
所以使用列表存儲英文單詞後需要詢時,因沒有單詞的存儲位置。還是需要使用如線性
、二分
……之類的查詢演算法,這時的時間複雜度由使用的查詢演算法的時間複雜度決定。
如果對上述存儲在列表的學生資訊進行了插入
、刪除
……等操作,改變了數據原來的位置後,因破壞了學號與位置關聯資訊,再查詢時也只能使用其它查詢演算法,不可能達到常量級。
是否存在一種方案,能最大化地優化數據的存儲和查詢?
通過上述的分析,可以得出一個結論,要提高查詢的速度,得想辦法把數據
與位置
進行關聯。而哈希表
的核心思想便是如此。
2.1 哈希函數
哈希表
引入了關鍵字
概念,關鍵字
可以認為是數據的別名。如上表,可以給每一個學生起一個別名,這個就是關鍵字
。
Tip: 這裡的
關鍵字
是姓名的拼音
縮寫,關鍵字
和數據
的關聯性較強,方便記憶和查詢。
有了關鍵字
後,再把關鍵字
映射成列表中的一個有效位置,映射方法就是哈希表
中最重要的概念哈希函數
。
關鍵字
是一個橋樑,即關聯到真正數據又關聯到哈希表中的位置。
關鍵字
也可以是需要保存的數據本身。
哈希函數
的功能:提供把關鍵字
映射到列表
中的位置演算法,是哈希表
存儲數據的核心所在。如下圖,演示數據
、哈希函數
、哈希表
之間的關係,可以說哈希函數
是數據進入哈希表
的入口。
數據最終會存儲在列表中的哪一個位置,完全由哈希演算法
決定。
當需要查詢學生數據時,同樣需要調用哈希函數
對關鍵字
進行換算,計算出數據在列表中的位置後就能很容易查詢到數據。
如果忽視哈希函數
的時間複雜度,基於哈希表
的數據存儲和查詢時間複雜度是 O(1)
。
如此說來哈希函數
演算法設計的優劣是影響哈希表
性能的關鍵所在。
2.2 哈希演算法
哈希演算法
決定了數據的最終存儲位置,不同的哈希演算法
設計方案,也關乎哈希表
的整體性能,所以,哈希演算法
就變得的尤為重要。
下文將介紹並縱橫比較幾種常見的 哈希演算法
的設計方案。
Tip: 無論使用何種
哈希演算法
,都有一個根本,哈希
後的結果一定是一個數字,表示列表(哈希表)中的一個有效位置。也稱為哈希值
。
使用哈希表
存儲數據時,關鍵字
可以是數字類型也可以是非數字類型,其實,關鍵字
可以是任何一種類型。這裡先討論當關鍵字
為非數字類型時設計哈希演算法
的基本思路。
如前所述,已經為每一個學生提供了一個以姓名的拼音縮寫的關鍵字
。
現在如何把關鍵字
映射到列表
的一個有效位置?
這裡可以簡單地把拼音看成英文中的字母,先分別計算每一個字母在字母表中的位置,然後相加,得到的一個數字。
使用上面的哈希思想
對每一個學生的關鍵字
進行哈希:
zjl
的哈希值為26+10+12=48
。llj
的哈希值為12+12+10=34
。cl
的哈希值為3+12=15
。zxy
的哈希值為26+25+24=75
。
前文說過哈希值
是表示數據在列表中的存儲位置,現在假設一種理想化狀態,學生的姓名都是 3
個漢字,意味著關鍵字
也是 3
個字母,採用上面的的哈希演算法
,最大的哈希值
應該是zzz=26+26+26=78
,意味著至少應該提供一個長度為 78
的列表 。
如果,現在僅僅只保存 4
名學生,雖然只有 4
名學生,因無法保證學生的關鍵字
不出現zzz
,所以列表長度還是需要 78
。如下圖所示。
[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片保存下來直接上傳(img-sY2XOwRg-1652143602408)(//s2.51cto.com/images/20220510/1652143515926702.png?x-oss-process=image/watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=)]
採用這種哈希演算法
會導致列表的空間浪費嚴重,最直觀想法是對哈希值
再做約束,如除以 4
再取餘數,把哈希值
限制在 4
之內,4
個數據對應 4
個哈希值。我們稱這種取餘數方案為取餘數演算法
。
取餘數法中,被除數一般選擇小於哈希表長度的素數。本文介紹其它哈希演算法時,也會使用取餘數法對哈希值進行適當範圍的收縮。
重新對 4
名學生的關鍵字進行哈希。
zjl
的哈希值為26+10+12=48
,48
除以4
取餘數,結果是0
。llj
的哈希值為12+12+10=34
,34
除以4
取餘數,結果是2
。cl
的哈希值為3+12=15
,15
除以4
取餘數,結果是3
。zzz
的哈希值為26+26+26=78
,78
除以4
取餘數,結果是2
。
演示圖上出現了一個很奇怪的現象,沒有看到李連杰
的存儲資訊。
4
個存儲位置存儲 4
學生,應該是剛剛好,但是,只存儲了 3
名學生。且還有 1
個位置是空閑的。現在編碼驗證一下,看是不是人為因素引起的。
'''
哈希函數
'''
def hash_code(key):
# 設置字母 A 的在字母表中的位置是 1
pos = 0
for i in key:
i = i.lower()
res = ord(i) - ord('a') + 1
pos += res
return pos % 4
測試程式碼:
# 哈希表
hash_table = [None] * 4
# 計算關鍵字的哈希值
idx = hash_code('zjl')
# 根據關鍵字換算出來的位置存儲數據
hash_table[idx] = '周杰倫'
idx = hash_code('llj')
hash_table[idx] = '李連杰'
idx = hash_code('cl')
hash_table[idx] = '成龍'
idx = hash_code('zzz')
hash_table[idx] = '張志忠'
print('哈希表中的數據:', hash_table)
'''
輸出結果:
哈希表中的數據: ['周杰倫', None, '張志忠', '成龍']
'''
執行程式碼,輸出結果,依然還是沒有看到李連杰
的資訊。
原因何在?
這是因為李連杰
和張志忠
的哈希值都是 2
,導致在存儲時,後面存儲的數據會覆蓋前面存儲的數據,這就是哈希中的典型問題,哈希衝突問題
。
所謂哈希衝突
,指不同的關鍵字
在進行哈希演算法
後得到相同的哈希值
,這意味著,不同關鍵字
所對應的數據會存儲在同一個位置,這肯定會發生數據丟失,所以需要提供演算法,解決衝突問題。
Tip: 研究
哈希表
,歸根結底,是研究如何計算哈希值
以及如何解決哈希值衝突
的問題。
針對上面的問題,有一種想當然的衝突解決方案,擴展列表的存儲長度,如把列表擴展到長度為 8
。
直觀思維是:擴展列表長度,哈希值的範圍會增加,衝突的可能性會降低。
'''
哈希函數
'''
def hash_code(key):
# 設置字母 A 的在字母表中的位置是 1
pos = 0
for i in key:
i = i.lower()
res = ord(i) - ord('a') + 1
pos += res
return pos % 8
# 哈希表
hash_table = [None] * 8
# 保存所有學生
idx = hash_code('zjl')
hash_table[idx] = '周杰倫'
idx = hash_code('llj')
hash_table[idx] = '李連杰'
idx = hash_code('cl')
hash_table[idx] = '成龍'
idx = hash_code('zzz')
hash_table[idx] = '張志忠'
print('哈希表中的數據:', hash_table)
'''
輸出結果:
哈希表中的數據: ['周杰倫', None, '李連杰', None, None, None, '張志忠', '成龍']
'''
貌似解決了衝突問題,其實不然,當試著設置列表的長度為6
、7
、8
、9
、10
時,只有當長度為 8
時沒有發生衝突,這還是在要存儲的數據是已知情況下的嘗試。
如果數據是動態變化的,顯然這種擴展長度的方案絕對不是本質解決衝突的方案。即不能解決衝突,且產生大量空間浪費。
如何解決哈希衝突
,會在後文詳細介紹,這裡還是回到哈希演算法
上。
綜上所述,我們對哈希演算法
的理想要求是:
- 為每一個
關鍵字
生成一個唯一的哈希值
,保證每一個數據都有隻屬於自己的存儲位置。 - 哈希演算法的性能時間複雜度要低。
現實情況是,同時滿足這 2
個條件的哈希演算法
幾乎是不可能有的,面對數據量較多時,哈希衝突
是常態。所以,只能是儘可能滿足。
因衝突的存在,即使為 100
個數據提供 100
個有效存儲空間,還是會有空間閑置。這裡把實際使用空間和列表提供的有效空間相除,得到的結果,稱之為哈希表的佔有率(載荷因子)
。
如上述,當列表長度為 4
時, 佔有率為 3/4=0.75
,當列表長度為 8
時,佔有率為 4/8=0.5
,一般要求佔率控制 在0.6~0.9
之間。
2.3 常見哈希演算法
前面在介紹什麼是哈希演算法
時,提到了取餘數法
,除此之外,還有幾種常見的哈希演算法
。
2.3.1 摺疊法
摺疊法:將關鍵字
分割成位數相同的幾個部分(最後一部分的位數可以不同)然後取這幾部分的疊加和(捨去進位)作為哈希值。
摺疊法又分移位疊加和間界疊加。
-
移位疊加:將分割後的每一部分的最低位對齊,然後相加。
-
間界疊加:從一端沿分割線來回摺疊,然後對齊相加。
因有相加求和計算,摺疊法適合數字類型或能轉換成數字類型的關鍵字。假設現在有很多商品訂單資訊,為了簡化問題,訂單只包括訂單編號和訂單金額。
現在使用用哈希表
存儲訂單數據,且以訂單編號為關鍵字
,訂單金額為值
。
訂單編號 | 訂單金額 |
---|---|
20201011 | 400.00 |
19981112 | 300.00 |
20221212 | 200 |
移位疊法換算關鍵字的思路:
第一步:把訂單編號 20201011
按每3
位一組分割,分割後的結果:202、010、11
。
按
2
位一組還是3
位一組進行分割,可以根據實際情況決定。
第二步: 把分割後的數字相加 202+010+11
,得到結果:223
。再使用取餘數法,如果哈希表的長度為 10
,則除以 10
後的餘數為3
。
這裡除以
10
僅是為了簡化問題細節,具體操作時,很少選擇列表的長度。
第三步:對其它的關鍵字
採用相同的處理方案。
關鍵字 | 哈希值 |
---|---|
20201011 | 3 |
19981112 | 2 |
20221212 | 6 |
編碼實現保存商品訂單資訊:
'''
移位疊加哈希演算法
'''
def hash_code(key, hash_table_size):
# 轉換成字元串
key_s = str(key)
# 保存求和結果
s = 0
# 使用切片
for i in range(0, len(key_s), 3):
s += int(key_s[i:i + 3])
return s % hash_table_size
# 商品資訊
products = [[20201011, 400.00], [19981112, 300], [20221212, 200]]
# 哈希表長度
hash_size = 10
# 哈希表
hash_table = [None] * hash_size
# 以哈希表方式進行存儲
for p in products:
key = hash_code(p[0], hash_size)
hash_table[key] = p[1]
# 顯示哈希表中的數據
print("哈希表中的數據:",hash_table)
# 根據訂單號進行查詢
hash_val = hash_code(19981112, hash_size)
val = hash_table[hash_val]
print("訂單號為{0}的金額為{1}".format(19981112, val))
'''
輸出結果
哈希表中的數據: [None, None, 300, 400.0, None, None, 200, None, None, None]
訂單號為19981112的金額為300
'''
間界疊加法:
間界疊加法,會間隔地把要相加的數字進行反轉。
如訂單編號 19981112
按3
位一組分割,分割後的結果:199、811、12
,間界疊加操作求和表達式為 199+118+12=339
,再把結果 339 % 10=9
。
編碼實現間界疊加演算法:
'''
間界疊加哈希演算法
'''
def hash_code(key, hash_table_size):
# 轉換成字元串
key_s = str(key)
# 保存求和結果
s = 0
# 使用切片
for i in range(0, len(key_s), 3):
# 切片
tmp_s = key_s[i:i + 3]
# 反轉
if i % 2 != 0:
tmp_s = tmp_s[::-1]
s += int(tmp_s)
return s % hash_table_size
# 商品資訊(數據樣例)
products = [[20201011, 400.00], [19981112, 300], [20221212, 200]]
# 哈希表長度
hash_size = 10
# 哈希表
hash_table = [None] * hash_size
# 以哈希表方式進行存儲
for p in products:
key = hash_code(p[0], hash_size)
hash_table[key] = p[1]
# 顯示哈希表中的數據
print("哈希表中的數據:", hash_table)
# 根據訂單號進行查詢
hash_val = hash_code(19981112, hash_size)
val = hash_table[hash_val]
print("訂單號為{0}的金額為{1}".format(19981112, val))
'''
輸出結果:
哈希表中的數據: [None, None, None, 400.0, None, None, 200, None, None, 300]
訂單號為19981112的金額為300
'''
2.3.2 平方取中法
平方取中法:先是對關鍵字
求平方,再在結果中取中間位置的數字。
求平方再取中演算法,是一種較常見的哈希演算法,從數學公式可知,求平方後得到的中間幾位數字與關鍵字的每一位都有關,取中法能讓最後計算出來的哈希值更均勻。
因要對關鍵字
求平方,關鍵字
只能是數字或能轉換成數字的類型,至於關鍵字
本身的大小範圍限制,要根據使用的電腦語言靈活設置。
如下面的圖書數據,圖書包括圖書編號和圖書名稱。現在需要使用哈希表保存圖書資訊,以圖書編號為關鍵字,圖書名稱為值。
圖書編號 | 圖書名稱 |
---|---|
58 | python 從入門到精通 |
67 | C++ STL |
78 | Java 記憶體模型 |
使用平方取中法計算關鍵字的哈希值:
第一步:對圖書編號 58
求平方,結果為 3364
。
第二步:取 3364
的中間值36
,然後再使用取餘數方案。如果哈希表的長度為 10
,則 36%10=6
。
第三步:對其它的關鍵字採用相同的計算方案。
編碼實現平方取中演算法:
'''
哈希演算法
平方取中
'''
def hash_code(key, hash_table_size):
# 求平方
res = key ** 2
# 取中間值,這裡取中間 2 位(簡化問題)
res = int(str(res)[1:3])
# 取餘數
return res % hash_table_size
hash_table_size = 10
hash_table = [None]*hash_table_size
# 圖書資訊
books = [[58, "python 從入門到精通"], [67, "C++ STL"], [78, "Java 記憶體模型"]]
for b in books:
hash_val = hash_code(b[0],hash_table_size)
hash_table[hash_val]=b[1]
# 顯示哈希表中的數據
print("哈希表中的數據:", hash_table)
# 根據編號進行查詢
hash_val = hash_code(67, hash_table_size)
val = hash_table[hash_val]
print("編號為{0}的書名為{1}".format(67, val))
上述求平方取中間值的演算法僅針對於本文提供的圖書數據,如果需要演算法具有通用性,則需要根據實際情況修改。
不要被
取中
的中
字所迷惑,不一定是絕對中間位置的數字。
2.3.3 直接地址法
直接地址法:提供一個與關鍵字
相關聯的線性函數
。如針對上述圖書數據,可以提供線性函數 f(k)=2*key+10
。
係數
2
和常數10
的選擇會影響最終生成的哈希值的大小。可以根據哈希表的大小和操作的數據含義自行選擇。
key
為圖書編號。當關鍵字
不相同時,使用線性函數
得到的值也是唯一的,所以,不會產生哈希衝突,但是會要求哈希表
的存儲長度比實際數據要大。
這種演算法在實際應用中並不多見。
實際應用時,具體選擇何種哈希演算法
,完全由開發者定奪,哈希演算法
的選擇沒有固定模式可循,雖然上面介紹了幾種演算法,只是提供一種演算法思路。
2.4 哈希衝突
哈希衝突
是怎麼引起的,前文已經說過。現在聊聊常見的幾種哈希衝突
解決方案。
2.4.1 線性探測
當發生哈希衝突
後,會在衝突位置之後尋找一個可用的空位置。如下圖所示,使用取餘數哈希演算法
,保存數據到哈希表中。
哈希表的長度設置為
15
,除數設置為13
。
解決衝突的流程:
-
78
和26
的哈希值都是0
。而因為78
在26
的前面,78
先佔據哈希表的0
位置。 -
當存儲
26
時,只能以0
位置為起始位置,向後尋找空位置,因1
位置沒有被其它數據佔據,最終保存在哈希表的1
位置。 -
當存儲數字
14
時,通過哈希演算法計算,其哈希值是1
,本應該要保存在哈希表中1
的位置,因1
位置已經被26
所佔據,只能向後尋找空位置,最終落腳在2
位置。
線性探測法讓發生哈希衝突
的數據保存在其它數據的哈希位置,如果衝突的數據較多,則佔據的本應該屬於其它數據的哈希位置也較多,這種現象稱為哈希聚集
。
查詢流程:
以查詢數據14
為例。
- 計算
14
的哈希值,得到值為1
,根據哈希值在哈希表中找到對應位置。 - 查看對應位置是否存在數據,如果不存在,宣告查詢失敗,如果存在,則需要提供數據比較方法。
- 因
1
位置的數據26
並不等於14
。於是,繼續向後搜索,並逐一比較。 - 最終可以得到結論
14
在哈希表的編號為2
的位置。
所以,在查詢過程中,除了要提供哈希函數,還需要提供數據比較函數。
刪除流程:
以刪除數字26
為例。
-
按上述的查詢流程找到數字
26
在哈希表中的位置1
。 -
設置位置
1
為刪除狀態,一定要標註此位置曾經保存過數據,而不能設置為空狀態。為什麼?如果設置為空狀態,則在查詢數字
14
時,會產生錯誤的返回結果,會認為14
不存在。為什麼?自己想想。
編碼實現線性探測法:
添加數據:
'''
線性探測法解決哈希衝突
'''
def hash_code(key, hash_table, num):
# 哈希表的長度
size = len(hash_table)
# 取餘數法計算哈希值
hash_val = key % num
# 檢查此位置是否已經保存其它數據
if hash_table[hash_val] is not None:
# 則從hash_val 之後尋找空位置
for i in range(hash_val + 1, size + hash_val):
if i >= size:
i = i % size
if hash_table[i] is None:
hash_val = i
break
return hash_val
# 哈希表
hash_table = [None] * 15
src_nums = [25, 78, 56, 32, 88, 26, 73, 81, 14]
for n in src_nums:
hash_val = hash_code(n, hash_table, 13)
hash_table[hash_val] = n
print("哈希表中的數據:", hash_table)
'''
輸出結果:
哈希表中的數據: [78, 26, 14, 81, 56, None, 32, None, 73, None, 88, None, 25, None, None]
'''
Tip:為了保證當哈希值發生衝突後,如果從衝突位置查到哈希表的結束位置還是沒有找到空位置,則再從哈希表的起始位置,也就是
0
位置再搜索到衝突位置。衝突位置是起點也是終點,構建一個查找邏輯環,以保證一定能找到空位置。for i in range(hash_val + 1, size + hash_val): pass
基於線性探測的數據查詢過程和存儲過程大致相同:
def get(key, hash_table, num):
# 哈希表的長度
size = len(hash_table)
# 取餘數法計算哈希值
hash_val = key % num
is_exist = False
# 檢查此位置是否已經保存其它數據
if hash_table[hash_val] is None:
# 不存在
return None
if hash_table[hash_val] != key:
# 則從hash_val 之後尋找空位置
for i in range(hash_val + 1, size + hash_val):
if i >= size:
i = i % size
if hash_table[i] == key:
hash_val = i
is_exist = True
break
else:
is_exist=True
if is_exist:
return hash_val
# 測試
res = get(25, hash_table, 13)
print(res)
為了減少數據聚集,可以採用增量線性探測法,所謂增量
指當發生哈希衝突後,探測空位置時,使用步長值大於 1
的方式跳躍式向前查找。目的是讓數據分布均勻,減小數據聚集。
除了採用增量探測之外,還可以使用再哈希
的方案。也就是提供 2
個哈希函數,第 1
次哈希值發生衝突後,再調用第 2
個哈希函數再哈希,直到衝突不再產生。這種方案會增加計算時間。
2.4.4 鏈表法
上面所述的衝突解決方案的核心思想是,當衝突發生後,在哈希表中再查找一個有效空位置。
這種方案的優勢是不會產生額外的存儲空間,但易產生數據聚集,會讓數據的存儲不均衡,並且會違背初衷,通過關鍵字
計算出來的哈希值
並不能準確描述數據正確位置。
鏈表法
應該是所有解決哈希衝突
中較完美的方案。所謂鏈表法
,指當發生哈希衝突
後,以衝突位置為首結點構建一條鏈表,以鏈表方式保存所有發生衝突的數據。如下圖所示:
鏈表方案解決衝突,無論在存儲、查詢、刪除時都不會影響其它數據位置的獨立性
和唯一性
,且因鏈表的操作速度較快,對於哈希表的整體性能都有較好改善。
使用鏈表法時,哈希表中保存的是鏈表的首結點。首結點可以保存數據也可以不保存數據。
編碼實現鏈表法:鏈表實現需要定義 2 個類,1 個是結點類,1 個是哈希類。
'''
結點類
'''
class HashNode():
def __init__(self, value):
self.value = value
self.next_node = None
'''
哈希類
'''
class HashTable():
def __init__(self):
# 哈希表,初始大小為 15,可以根據需要動態修改
self.table = [None] * 15
# 實際數據大小
self.size = 0
'''
存儲數據
key:關鍵字
value:值
'''
def put(self, key, value):
hash_val = self.hash_code(key)
# 新結點
new_node = HashNode(value)
if self.table[hash_val] is None:
# 本程式碼採用首結點保存數據方案
self.table[hash_val] = new_node
self.size+=1
else:
move = self.table[hash_val]
while move.next_node is not None:
move = move.next_node
move.next_node = new_node
self.size+=1
'''
查詢數據
'''
def get(self, key):
hash_val = self.hash_code(key)
if self.table[hash_val] is None:
# 數據不存在
return -1
if self.table[hash_val].value == key:
# 首結點就是要找的數據
return self.table[hash_val].value
# 移動指針
move = self.table[hash_val].next_node
while move.value != key and move is not None:
move = move.next_node
if move is None:
return -1
else:
return move.value
def hash_code(self, key):
# 這裡僅為說明問題,13 的選擇是固定的
hash_val = key % 13
return hash_val
# 原始數據
src_nums = [25, 78, 56, 32, 88, 26, 39, 82, 14]
# 哈希對象
hash_table = HashTable()
# 把數據添加到哈希表中
for n in src_nums:
hash_table.put(n, n)
# 輸出哈希表中的首結點數據
for i in hash_table.table:
if i is not None:
print(i.value,end=" ")
print("\n-------------查詢-----------")
print(hash_table.get(26))
'''
輸出結果:
78 14 56 32 88 25
-------------查詢-----------
26
'''
3.總結
哈希表
是一種高級數據結構,其存儲、查詢性能非常好,在不考慮哈希哈希演算法和哈希衝突的時間複雜度情況下,哈希查找時間複雜度可以達到常量級,成為很多實際應用場景下的首選。
研究哈希表
,著重點就是搞清楚哈希演算法
以及如何解決哈希衝突
。在演算法的世界時,沒有固定的模式,開發者可以根據自己的需要自行設計哈希演算法。