Hash Table 的实现

一、Hash Table的概念

元素的存储位置与它的关键码之间建立一个确定的对应关系Hash（），使得每个关键码与一个唯一的存储位置对应：Address=Hash（Key）

在插入时，依此函数计算存储位置并按此位置存放。

在搜索时，对元素的关键码进行同样的函数计算，把求得的函数值当做元素的存储位置。按此位置去元素比较，弱关键码相等，则搜索成功。

如果Hash Table允许有m个地址，值域在0~m-1之间，一般 Hash（Key）=Key%p  ，（p<=m）取一个不大于m，但最接近或等于m的质数p作为除数。

二、在面试中，很多都可以应用Hash Table巧妙的解决。

比如：我们假设一个机器仅存储一个标号为ID的记录，每份数据保存两个备份，这样就有两个机器存储了相同的数据。

如果得到一个数据文件ID的列表，是否能够快速的找出这个表中仅出现一次的ID？《编程之美》——1.5

具体方法：遍历列表，利用Hash Table记下每个ID出现的次数，每次遇到一个ID，就向Hash Table中增加一个元素；

如果ID出现的次数为2，就从Hash Table中删除该ID，最后剩下的ID即为结果。时间O(1)，空间O(N)。

三、Hash Table的实现需求Map和Pair

首先讲一下C++标准容器类型——关联容器（Map、Pair和Set）：与顺序容器（Vector、List、Stack和Queue）不同，

关联容器是通过Key值存储和读取数据，而顺序容器是通过元素在容器中的位置顺序存储和访问数据。

所以我们会用关联容器来实现Hash Table。

1、pair：在头文件utility中定义，

(1) pair<T1,T2>  tmp;创建空的pair，类型分别是T1和T2，比如 pair<int,string>  tmpIdName;    pair< int, vector<int> >  tmpLine;

(2) pair<T1,T2> tmp(v1,v2); 创建并初始化，比如 pair<string,string> author("James","Joyce");

(3) make_pair(v1,v2)  创建一个pair对象，比如 pair<int,string> IdName ; int  v_i=8 ; string v_str="Wade" ;  IdName=make_pair(v_i,v_str);

(4) tmp.first 返回第一个数据；tmp.second 返回第二个数据；

2、map：必须包含 map头文件 include<map>，定义map时必须分别指明键Key和值Value的类型；

(1) map<k,m>  tmp_m 创建一个空map，键和值的类型分别是k和m；

对于map<string , int>  word_count ; 其中的每一个元素都是一个pair类型的数据，为pair<const string , int>；

(2) map数据的访问：我们必须先建立一个迭代器，

map<string , int>::iterator   map_it = world_count.begin();

cout<< map_it->first();

cout<< map_it->second();分别输出键和值；通过map_it++来迭代访问每一个元素；

(3) 使用下标访问map对象：world_count["James"]=100; 若在map中没有找到键值是"James"的对象，则创建一个pair对象放入map中，并排序；

(4) 使用insert插入元素：world_count.insert(make_pair("James",100));

四、Hash Table的代码实现

 代码如下：

// CTCITest1.cpp : Defines the entry point for the console application.
//
#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include<string>
#include <map>
using namespace std;

class student{
public:
	int id;
	string name;
	int getId()	{return id;}  //this the Hash(Key) 
};
map<int , student>  buildMap(student students[] , int n)
{
	map<int , student>  HashMap;
	for(int i=0;i<n;i++)
		HashMap.insert(make_pair(students[i].getId() , students[i]));
	return HashMap;
}
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
	student stu[3];
	stu[0].id = 10;
	stu[1].id = 20;
	stu[2].id = 15;
	map<int , student>  HashMap;
	HashMap = buildMap(stu,3);
	return 0;
}

运行结果如下：

可以看到在Map中对象是按照Key值排序插入的。

谢谢，请指教！