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重学算法:Hash 算法原理及应用漫谈

线性探测法的核心思想是当冲突发生时,顺序查看表中下一单元,直到找出一个空单元或查遍全表。简单来说就是:一旦发生冲突,就去寻找下 一个空的散列表地址,只要散列表足够大,空的散列地址总能找到。...对于开放寻址冲突解决方法,除了线性探测方法之外,还有另外两种比较经典的探测方法,二次探测(Quadratic probing)和双重散列(Double hashing)。...但是不管采用哪种探测方法,当散列表中空闲位置不多的时候,散列冲突的概率就会大大提高。为了尽可能保证散列表的操作效率,一般情况下,我们会尽可能保证散列表中有一定比例的空闲槽位。...3.3 两种方案的demo示例 假设散列长为8,散列函数H(K)=K mod 7,给定的关键字序列为{32,14,23,2, 20} 当使用链表法时,相应的数据结构如下图所示: ?...每个分解后的子块在一定经纬度范围内拥有相同的编码。

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hash 算法原理及应用漫谈

线性探测法的核心思想是当冲突发生时,顺序查看表中下一单元,直到找出一个空单元或查遍全表。简单来说就是:一旦发生冲突,就去寻找下 一个空的散列表地址,只要散列表足够大,空的散列地址总能找到。...对于开放寻址冲突解决方法,除了线性探测方法之外,还有另外两种比较经典的探测方法,二次探测(Quadratic probing)和双重散列(Double hashing)。...但是不管采用哪种探测方法,当散列表中空闲位置不多的时候,散列冲突的概率就会大大提高。为了尽可能保证散列表的操作效率,一般情况下,我们会尽可能保证散列表中有一定比例的空闲槽位。...3.3 两种方案的demo示例 假设散列长为8,散列函数H(K)=K mod 7,给定的关键字序列为{32,14,23,2, 20} 当使用链表法时,相应的数据结构如下图所示: 链表法demo 当使用线性探测法时...每个分解后的子块在一定经纬度范围内拥有相同的编码。

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    数据结构-Hash常见操作实践

    数据结构-Hash常见操作实践目录介绍01.什么是哈希算法02.哈希算法的应用03.安全加密的场景04.唯一标识的场景05.数据校验的场景06.散列函数的场景07.Git版本的控制08.云存储文件场景09...哈希算法的应用非常非常多,选了最觉的七个分别是安全加密、唯一标识、数据校验、散列函数、Git版本控制、云存储、数据分片。03.安全加密的场景说到哈希算法的应用,最先想到的应该是安全加密。...06.散列函数的场景散列函数是设计一个散列表的关键。它直接决定了散列冲突的概率和散列表的性能。不过,相对哈希算法的其他应用,散列函数对于散列算法冲突的要求要低很多。...即便是出现个别散列冲突,只要不是过于严重,我们都可以通过开放寻址法或者链表法解决。不仅如此,散列函数对于散列算法计算得到的值,是否能反向解密也并不关心。...07.Git版本的控制以Git为代表的众多版本控制工具都在使用SHA1等散列函数检查文件更新包括GitHub在内的众多版本控制工具以及各种云同步服务都是用SHA1来区别文件,很多安全证书或是签名也使用SHA1

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    Python数据结构与算法笔记(4)

    根据散列函数,两个或者更多项将需要在同一槽中,这种现象被称为碰撞(也被称为冲突)。 目标是创建一个散列函数,最大限度地减少冲突数,易于计算,并均匀分布在哈希表中的项。...然后将这些块加载一起求出散列值 用于构造散列函数的另一数值技术被称为平方取中法。首先对该项平方,然后提取一部分数字结果。...这将打破散列的目的。 当两个散列项列到同一个槽时,必须有一个系统的方法将第二个项放在散列表中,这个过程称为冲突解决。 解决冲突的一种方法是查找散列表,尝试查找到另一个空槽以保存导致冲突的项。...线性探测的缺点是聚集的趋势,项在表中聚集,这意味着如果在相同的散列值处发生很多冲突,则将通过线性探测来填充多个周边槽。这将影响正在插入的其它项。...处理聚集的一种方式是扩展线性探测技术,使得不是顺序地查找下一个开放槽,而是跳过槽,从而更均匀地分布已经引起冲突的项,这将潜在地减少发生的聚集。 在冲突后寻找另一个槽的过程叫做重新散列。

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    Redis 字典

    散列冲突,即key1≠key2,hash(key1)=hash(key2)的情况。散列冲突是不可避免的,如果我们key的长度为100,而数组的索引数量只有50,那么再优秀的算法也无法避免散列冲突。...1.3.2 链表法 链表法是一种比较常用的散列冲突解决办法,Redis使用的就是链表法来解决散列冲突。链表法的原理是:如果遇到冲突,他就会在原地址新建一个空间,然后以链表结点的形式插入到该空间。...而且,在开放寻址法中,所有的数据都存储在一个数组中,比起链表法来说,冲突的代价更高。所以,使用开放寻址法解决冲突的散列表,负载因子的上限不能太大。这也导致这种方法比链表法更浪费内存空间。...2.2 Redis如何解决散列冲突 2.2.1 链表法 当有两个或以上的键被分配到散列表数组同一个索引上时,就发生了键冲突。Redis使用链表法解决散列冲突。...Redis这么做的目的是基于操作系统创建子进程后写时复制技术,避免不必要的写入操作。

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    数据结构与算法之八 队列

    散列有两个限制: 它可能导致冲突。 它不能顺序访问。 定义散列 假设您要搜索与给定记录列表中的某个给定键值相对应的记录。 要检索所需记录,需要顺序地搜索整个记录直到找到具有所需键值的记录。...散列有两个限制: 它可能导致冲突。 它不能顺序访问。 选择散列函数的两个原则标准是: 简单并且能够快速计算。 能够在地址空间中获取键的均匀分布。...设计一个散列函数有各种技术,其中有: 截取法 模块法 平方取中法 折叠法 解决冲突 试图将两个键存储在同一位置的情形称为冲突。 两个记录不能占用同一个位置。因此,需要注意发生冲突的情况。...在散列中,键转换为地址是通过一个关系(公式)也就是散列函数来完成的。 散列函数为两个或多个键产生相同的散列值,这种情况称作冲突。 使用一个好的散列函数可以使冲突发生的可能性降至最小。...可以使用各种技术来设计散列函数,它们是: 截取法 模块法 平方取中法 折叠法 冲突问题可以使用称为分离链的方法得到解决。

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    如何打造一个工业级水平的散列表?

    文章目录 散列表 哈希函数 加载因子 散列冲突 如何选择冲突解决方法?...这样既不会浪费太多空间,也不至于出现太多冲突。 ---- 散列冲突 散列表的查询效率并不能笼统地说成是 O(1)。它跟散列函数、装载因子、散列冲突等都有关系。...如果散列函数设计得不好,或者装载因子过高,都可能导致散列冲突发生的概率升高,查询效率下降。...关于散列函数的设计,我们要尽可能让散列后的值随机且均匀分布,这样会尽可能地减少散列冲突,即便冲突之后,分配到每个槽内的数据也比较均匀。...但是,对于小规模数据、装载因子不高的散列表,比较适合用开放寻址法。 对于动态散列表来说,不管我们如何设计散列函数,选择什么样的散列冲突解决方法。随着数据的不断增加,散列表总会出现装载因子过高的情况。

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    子字符串查找----Rabin-Karp算法(基于散列)

    Rabin-Karp算法是一种基于散列的子字符串查找算法--先计算模式字符串的散列值,然后用相同的散列函数计算文本中所有可能的M个字符的子字符串的山裂纸并与模式字符串的散列值比较。...,散列值为26535%997 = 613,然后计算文本中所有长度为5的字符串的散列值并寻找匹配。...关键思想:实现Rabin-Karp算法关键是要找到一种方法能够快速地计算出文本中所有长度等于要匹配字符串长度的子字符串的散列值。也就是对所有位置i,  高效计算出文本中i+1位置的子字符串的值。...这么做的结果是无论M是5、100还是1000,都可以在常数时间内不断地一格一格向后移动。 计算散列函数:对于5位的数,可以用int直接计算,但如果M等于100、1000就不行了。...蒙特卡洛方法是选取很大的Q值,使得散列冲突极小,这样可以保证散列值相同就是匹配成功; 拉斯维加斯方法则是散列值相同后再去比较字符,效率不如上一种方法,但可以保证正确性。

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    2019Java面试题:为什么使用hashmap需要重写hashcodes和equals方法?

    但是由于此随机性,也必然导致一个问题就是冲突。所谓冲突,即两个元素通过散列函数H得到的地址相同,那么这两个元素称为“同义词”。这类似于70个人去一个有100个椅子的饭店吃饭。...散列函数的计算结果是一个存储单位地址,每个存储单位称为“桶”。设一个散列表有m个桶,则散列函数的值域应为[0,m-1]。 解决冲突是一个复杂问题。...冲突主要取决于: (1)散列函数,一个好的散列函数的值应尽可能平均分布。 (2)处理冲突方法。 (3)负载因子的大小。太大不一定就好,而且浪费空间严重,负载因子和散列函数是联动的。...,如果用后面的数字来构成散列地址,则冲突的几率会明显降低。...这样一来,当集合要添加新的元素时,先调用这个元素的hashCode方法,就一下子能定位到它应该放置的物理位置上。

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    Redis系列——10.字典结构

    注意:这边ht是一个数组,ht[1]为空,是用来进行散列的。 解决冲突 在解决冲突之前,我们先看(k0,v0)为什么会存在下标为1的位置?...重新散列 随着操作的不断进行,哈希表保存的键值对会逐渐的增多或减少,为让哈希表的负载因子(used/size)保持在一个合理的范围内,哈希表会进行扩展和收缩。...因为在执行bgsave命令时,需要创建子进程,所以要提高负载因子,避免在子进程执行期间进行扩展,避免不必要的内存写入操作,最大限度的节约内存。 其次是收缩,负载因子小于0.1。...渐进式散列 扩展和收缩都需要将ht[0]里面的所有键值对散列到ht[1]中,但是这个动作并不是一次性完成的,而是分多次,渐进式完成的。...注意: 如果在重新散列的过程中,还有对该hash的操作,就要分情况啦。 1.如果是新增操作,就将数据添加到ht[1]中。

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    【从0到1学算法】散列表

    不断重复这个过程,最终将数组填满。 ? 现在你想知道鳄梨(avocado)的价格,你无需遍历数组查找,只需将avocado作为输入交给散列函数,它就会帮你找到它。 ? ?...二.冲突 前面我们说到,散列函数在理想情况下,不同的输入映射到不同数字。但没有那么多的理想情况,有时候散列函数会发生冲突,这影响着散列表的性能。 假设有这样一个数组,它包含26个位置。 ?...散列表的链表很长,查询速度会急剧下降。良好的散列函数,不会导致很长的链表。 良好的散列函数是避免冲突的关键之一。 三、填装因子 较低的填装因子是避免冲突的关键之二。...而散列表是这样起到缓存作用的: ? 小结 散列表可以用散列函数和数组构成。 冲突很糟糕,会严重影响散列表的性能。...避免冲突的两个关键: 良好的散列函数 较低的填装因子 常见应用 快速查找 防止重复 缓存

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    算法图解(五)|散列表与字典

    散列函数的输出为0,我们便将牛奶的价格存储在索引0处。 ? 不断地重复这个过程,最终整个数组将填满价格。 ? 现在假设需要知道鳄梨(avocado)的价格。...5.3 冲突 上面的叙述中,我们说到,散列函数总是将不同的键映射到数组的不同位置。实际上,几乎不可能编写出这样的散列函数。 例如我们存储商品单价,若采用按字母表顺序分配数组的位置的散列函数。...因此,在使用散列表时,避开最糟情况至关重要。为此,需要避免冲突。而要避免冲突,需要有: (1)较低的填装因子; (2)良好的散列函数。...但平均而言,即便考虑到调整长度所需的时间,散列表操作所需的时间也为O(1)。 5.4.2 良好的散列函数 良好的散列函数让数组中的值呈均匀分布。 ? 糟糕的散列函数让值扎堆,导致大量的冲突。 ?...(4)使用可以最大限度减少冲突的散列函数避免冲突。 (5)散列表适合用于模拟映射关系,可用于缓存数据、防止重复。 《算法图解》第五章散列表(字典)学习笔记,下一章“广度优先搜索”

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    【C++高阶】哈希函数底层原理探索:从算法设计到实现优化

    :哈希函数设计的越精妙,产生哈希冲突的可能性就越低,但是无法避免哈希冲突 ⭐哈希冲突解决 解决哈希冲突两种常见的方法是:闭散列和开散列 闭散列 闭散列: 也叫开放定址法,当发生哈希冲突时,如果哈希表未被装满...如果该位置中没有元素则直接插入新元素,如果该位置中有元素发生哈希冲突,使用线性探测找到下一个空位置,插入新元素 删除 采用闭散列处理哈希冲突时,不能随便物理删除哈希表中已有的元素,若直接删除元素会影响其他元素的搜索...,所有的冲突连在一起,容易产生数据“堆积”,即:不同关键码占据了可利用的空位置,使得寻找某关键码的位置需要许多次比较,导致搜索效率降低 ️开散列 开散列: 又叫链地址法(开链法),首先对关键码集合用散列函数计算散列地址...,具有相同地址的关键码归于同一子集合,每一个子集合称为一个桶,各个桶中的元素通过一个单链表链接起来,各链表的头结点存储在哈希表中 注意:开散列中每个桶中放的都是发生哈希冲突的元素 开散列实现 template...桶的个数是一定的,随着元素的不断插入,每个桶中元素的个数不断增多,极端情况下,可 能会导致一个桶中链表节点非常多,会影响的哈希表的性能,因此在一定条件下需要对哈希 表进行增容,那该条件怎么确认呢

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    数据结构:查找

    理想情况下,对散列表进行查找的时间复杂度为O(1),即与表中元素个数无关。 散列表的查找效率取决于三个因素:散列函数、处理冲突的方法和装填因子。...散列函数可能会把两个或两个以上的不同关键字映射到同一地址,称为“冲突”,这些发生碰撞的不同关键字称为同义词。...直接定址法:直接取关键字的某个线性函数值为散列地址,散列函数为H(key)=a*key+b式中,a和b都是常数。这种方法计算简单,并且不会产生冲突。...除留余数法的关键字是选好p,使得每一个关键字通过该函数转换后等待率地映射到散列空间上的任一地址,从而尽可能减少冲突的可能性。...拉链法:对于不同关键词可能会通过散列函数映射到同一地址,为了避免非同义词发生冲突,可以把所有的同义词存储在一个线性链表中,这个线性链表由其散列地址唯一标识。拉链法适用于经常进行插入和删除的情况。

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    哈希表总结

    (3)散列地址分布均匀我们刚才说了冲突的带来的问题,所以我们最好的办法就是让散列地址尽量均匀分布在存储空间中,这样即保证空间的有效利用,又减少了处理冲突而消耗的时间。...另外我们在解决冲突的时候,会遇到 48 和 37 虽然不是同义词,却争夺一个地址的情况,我们称其为堆积。因为堆积使得我们需要不断的处理冲突,插入和查找效率都会大大降低。...我们首先通过散列函数计算出散列地址后,先于基本表对比,如果不相等再到溢出表去顺序查找。这种解决冲突的方法,对于冲突很少的情况性能还是非常高的。...1.散列函数是否均匀 我们在上文说到,可以通过设计散列函数减少冲突,但是由于不同的散列函数对一组关键字产生冲突可能性是相同的,因此我们可以不考虑它对平均查找长度的影响。...到这里咱们的哈希表总结就结束了,因为我们明天就开始哈希表模块的面试题总结,所以就写了一篇特别长的文章来对哈希表进行总结,希望能对初学数据结构的同学带来一点点帮助。 大家快来打卡哈希表呀!

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    学生物的女朋友都能看懂的哈希表总结!

    因为堆积使得我们需要不断的处理冲突,插入和查找效率都会大大降低。...我们首先通过散列函数计算出散列地址后,先于基本表对比,如果不相等再到溢出表去顺序查找。这种解决冲突的方法,对于冲突很少的情况性能还是非常高的。...散列表性能分析 如果没有冲突的话,散列查找是我们查找中效率最高的,时间复杂度为O(1),但是没有冲突的情况是一种理想情况,那么散列查找的平均查找长度取决于哪些方面呢?...1.散列函数是否均匀 我们在上文说到,可以通过设计散列函数减少冲突,但是由于不同的散列函数对一组关键字产生冲突可能性是相同的,因此我们可以不考虑它对平均查找长度的影响。...到这里咱们的哈希表总结就结束了,因为我们明天就开始哈希表模块的面试题总结,所以就写了一篇特别长的文章来对哈希表进行总结,希望能对初学数据结构的同学带来一点点帮助。 大家快来打卡哈希表呀!

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    解析hash(散列)数据结构

    2、由于数据分布集中而hash函数实现没有将集中的元素分开,就会导致冲突加重。 既然哈希函数无法从根本的解决哈希冲突,那遇到它时该如何解决呢?...2.3 哈希冲突解决 解决哈希冲突两种常见的方法是:闭散列和开散列(哈希桶)。...开散列概念 开散列法又叫链地址法(开链法),首先对关键码集合用散列函数计算散列地址,具有相同地 址的关键码归于同一子集合,每一个子集合称为一个桶,各个桶中的元素通过一个单链表链 接起来,各链表的头结点存储在哈希表中...从上图可以看出,开散列中每个桶中放的都是发生哈希冲突的元素。...桶的个数是一定的,随着元素的不断插入,每个桶中元素的个数不断增多,极端情况下,可 能会导致一个桶中链表节点非常多,会影响的哈希表的性能,因此在一定条件下需要对哈希 表进行增容,那该条件怎么确认呢

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    Hashcode的作用_冻干粉的作用与功效

    也就是说,哈希值会分布在一个较小的数值区间内,分布性不佳,最终可能会导致冲突率上升,质数2做为乘子会导致哈希值分布在一个较小区间内 那么如果用一个较大的大质数101会产生什么样的结果呢?...2、奇质数,101、109 表现也不错,冲突率很低,说明了哈希值溢出不一定导致冲突率比较高,但是溢出的话,我们不认为是我们的优选乘子 ,如果不在意质数101容易导致数据信息丢失问题,或许其是一个更好的选择...哈希算法也称为散列算法,是将数据依特定算法直接指定到一个地址上。这样一来,当集合要添加新的元素时,先调用这个元素的HashCode方法,就一下子能定位到它应该放置的物理位置上。...,只有全是1 ,才能有更多的散列结果。...肯定也是不可以的,我前面说了,如果不是2的幂次方,散列结果将会大大下降。导致出现大量链表。那么我可以将初始化容量设置为4。

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    哈希的简单介绍

    直接定址法–(常用) 取关键字的某个线性函数为散列地址:Hash(Key)= A*Key + B 比较适合用于数据范围比较集中的集合,因为每个元素都会有一个位置,如果数据分布比较分散的话就会导致空间的浪费...注意:哈希函数设计的越精妙,产生哈希冲突的可能性就越低,但是无法避免哈希冲突 哈希冲突的解决 解决哈希冲突两种常见的方法是:闭散列和开散列 闭散列 闭散列:也叫开放定址法,当发生哈希冲突时,如果哈希表未被装满...这个桶就是我们上面提到的哈希桶 这时我们的这个散列就是一个指针数组了 大家就可以发现,每个哈希桶中的元素都是发生了哈希冲突的元素 开散列实现 我们要记住,哈希桶中的元素是不能重复的 由于博主能力有限...桶的个数是一定的,随着元素的不断插入,每个桶中元素的个数不断增多,极端情况下,可能会导致一个桶中链表节点非常多,会影响的哈希表的性能,因此在一定条件下需要对哈希表进行增容,那该条件怎么确认呢?...在增容后,许多以前冲突的元素可能就不会冲突了,所以我们可以根据增容的大小来开辟一个新的开散列,然后把原来的开散列的元素重新插入到新的开散列中,再用swap函数交换即可 void _CheckCapacity

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