數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是信息系統(tǒng)不可或缺的組成部分。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法一起構(gòu)成了簡(jiǎn)單信息檢索系統(tǒng)和最強(qiáng)大的人工智能超級(jí)集群的基礎(chǔ)。這篇文章為大家?guī)?lái)留學(xué)生數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)散列課程簡(jiǎn)要指南。

數(shù)組、關(guān)聯(lián)列表、堆棧和隊(duì)列、樹、圖--數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型多種多樣，每種結(jié)構(gòu)都有自己的特點(diǎn)、優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用。散列和散列表是最有效、最高效的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型之一，在軟件開發(fā)和 IT 應(yīng)用中有著廣泛的應(yīng)用。

一、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與散列：簡(jiǎn)介

任何重要的信息源(如數(shù)據(jù)庫(kù))都可以可視化為一個(gè)表格。任何特定表格中都可能有多個(gè)字段，每個(gè)字段都代表所存儲(chǔ)信息的一個(gè)特定方面或特征。

例如，電話簿中有多個(gè)字段，如姓名、地址和電話號(hào)碼。因此，如果要搜索某條特定信息，就需要使用特定字段進(jìn)行搜索。這些字段指向你要查找的信息。

同樣，Gmail 中的賬戶有特定的用戶 ID 和密碼。用戶使用 ID 和密碼登錄并訪問(wèn)存儲(chǔ)在其 Google 工作區(qū)中的所有數(shù)據(jù)。

在上述示例中，你不需要知道需要檢索或訪問(wèn)的信息的所有內(nèi)容，也不需要知道每個(gè)字段的內(nèi)容。相反，用于訪問(wèn)信息的特定字段被稱為密鑰。鍵是整個(gè)信息的一個(gè)特定方面，是用來(lái)在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中定位整個(gè)信息的部分。

鍵在散列和散列表中起著至關(guān)重要的作用。密鑰用于查找特定信息，必須是唯一的，以避免混淆或誤報(bào)--散列的好處在于它提供了一種非常省時(shí)高效的信息訪問(wèn)方式。

二、散列和散列函數(shù)

哈希表一般使用數(shù)組(最簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型)實(shí)現(xiàn)，但信息條目或節(jié)點(diǎn)不會(huì)連續(xù)存儲(chǔ)。相反，數(shù)據(jù)是使用其散列值存儲(chǔ)在不同位置，并使用稱為散列函數(shù)的特定函數(shù)生成。使用散列函數(shù)修改鍵值，生成指向節(jié)點(diǎn)位置的散列值。

如果使用數(shù)組來(lái)實(shí)現(xiàn)哈希表，那么哈希值就會(huì)指向指向包含信息的內(nèi)存空間的特定數(shù)組索引。

散列函數(shù)使用鍵計(jì)算出的輸出值通常稱為散列鍵或散列鍵值。散列鍵值表示數(shù)據(jù)應(yīng)存儲(chǔ)的位置。

條目通常不是按順序排列的，而是分散在整個(gè)數(shù)組中。

散列/散列技術(shù)/散列方法的類型各不相同，其中最著名的有除法、中平方法、折疊法和乘法。

散列表用于插入、搜索和刪除的平均時(shí)間復(fù)雜度為 O(1);也就是說(shuō)，搜索表中任何元素所需的時(shí)間是不變的。這是因?yàn)樯⒘泻瘮?shù)生成散列所需的時(shí)間是恒定的 ......

三、散列的性能參數(shù)

有三個(gè)關(guān)鍵因素會(huì)影響散列操作和相關(guān)散列表的性能。它們是

1.使用的散列函數(shù)

該函數(shù)應(yīng)運(yùn)行快速，并能處理密鑰，將所有數(shù)據(jù)均勻分布在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。同時(shí)，它生成的散列必須能最大限度地減少可能發(fā)生的碰撞。

2.碰撞解決方法

散列處理必須采用有效的策略來(lái)快速解決任何碰撞。最常用的方法是開放尋址技術(shù)(將鍵/條目存儲(chǔ)在不同位置)和獨(dú)立鏈技術(shù)(將多個(gè)鍵/條目鏈在同一位置)。

3.表大小

表和使用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是其他關(guān)鍵因素。太大可能會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存浪費(fèi)，而內(nèi)存太小則會(huì)導(dǎo)致更多碰撞并導(dǎo)致重洗。表的大小必須與哈希函數(shù)相匹配，通常是一個(gè)質(zhì)數(shù)。

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