哈希表如何解決衝突問題

在實際應用中,無論如何構造哈希函數,衝突是無法完全避免的。

1. 開放地址法

這個方法的基本思想是:當發生地址衝突時,按照某種方法繼續探測哈希表中的其他存儲單元,直到找到空位置爲止。這個過程可用下式描述:
H i ( key ) = ( H ( key )+ d i ) mod m ( i = 1,2,…… , k ( k ≤ m – 1))
其中: H ( key ) 爲關鍵字 key 的直接哈希地址, m 爲哈希表的長度, di 爲每次再探測時的地址增量。
採用這種方法時,首先計算出元素的直接哈希地址 H ( key ) ,如果該存儲單元已被其他元素佔用,則繼續查看地址爲 H ( key ) + d 2 的存儲單元,如此重複直至找到某個存儲單元爲空時,將關鍵字爲 key 的數據元素存放到該單元。
增量 d 可以有不同的取法,並根據其取法有不同的稱呼:
( 1 ) d i = 1 , 2 , 3 , …… 線性探測再散列;
( 2 ) d i = 1^2 ,- 1^2 , 2^2 ,- 2^2 , k^2, -k^2…… 二次探測再散列;
( 3 ) d i = 僞隨機序列 僞隨機再散列;

例1設有哈希函數 H ( key ) = key mod 7 ,哈希表的地址空間爲 0 ~ 6 ,對關鍵字序列( 32 , 13 , 49 , 55 , 22 , 38 , 21 )按線性探測再散列和二次探測再散列的方法分別構造哈希表。
解:
( 1 )線性探測再散列:

32 % 7 = 4 ; 13 % 7 = 6 ; 49 % 7 = 0 ;
55 % 7 = 6 發生衝突,下一個存儲地址( 6 + 1 )% 7 = 0 ,仍然發生衝突,再下一個存儲地址:( 6 + 2 )% 7 = 1 未發生衝突,可以存入。
22 % 7 = 1 發生衝突,下一個存儲地址是:( 1 + 1 )% 7 = 2 未發生衝突;
38 % 7 = 3 ;
21 % 7 = 0 發生衝突,按照上面方法繼續探測直至空間 5 ,不發生衝突,所得到的哈希表對應存儲位置:
下標: 0 1 2 3 4 5 6
49 55 22 38 32 21 13

( 2 )二次探測再散列:

下標: 0 1 2 3 4 5 6
49 22 21 38 32 55 13
注意:對於利用開放地址法處理衝突所產生的哈希表中刪除一個元素時需要謹慎,不能直接地刪除,因爲這樣將會截斷其他具有相同哈希地址的元素的查找地址,所以,通常採用設定一個特殊的標誌以示該元素已被刪除。

2. 鏈地址法

鏈地址法解決衝突的做法是:如果哈希表空間爲 0 ~ m - 1 ,設置一個由 m 個指針分量組成的一維數組 ST[ m ], 凡哈希地址爲 i 的數據元素都插入到頭指針爲 ST[ i ] 的鏈表中。這種方法有點近似於鄰接表的基本思想,且這種方法適合於衝突比較嚴重的情況。

例 2 設有 8 個元素 { a,b,c,d,e,f,g,h } ,採用某種哈希函數得到的地址分別爲: {0 , 2 , 4 , 1 , 0 , 8 , 7 , 2} ,當哈希表長度爲 10 時,採用鏈地址法解決衝突的哈希表如下圖所示。

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