中级C++：哈希

前言

• 以前的计数排序就是一种哈希结构，通过直接映射，或者间接映射；
• 通过对pair<K,V>中的K进行取模、直接定制法（一元一次方程：Hash（Key）= A*Key + B））、平方取中法、数学分析法、 随机数法、折叠法等等一系列方法，把K映射到一个vector数组上。
• 该方式即为哈希(散列)方法，哈希方法中使用的转换函数称为哈希(散列)函数，构造出来的结构称为哈希表(Hash Table)(或者称散列表)。

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哈希冲突

• 发现不同的K值，取模后，可能会用同一个下标（哈希地址），该种现象称为哈希冲突或哈希碰撞。

哈希冲突的解决：闭散列，开散列。

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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，说明在哈希表中必然还有空位置，那么可以把key存放到冲突位置中的“下一个” 空位置中去。如果要查找某个元素，找到空也没有找到，说明不存在该元素。

空：用一个枚举类型，表示三种状态：存在、删除、空

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线性探测

• 线性探测：从发生冲突的位置开始，依次向后探测，直到寻找到下一个空位置为止。
  • 如若走到头了，则和循环队列一样，%一个vector的长度可以回到下标 0 处。
  • 我的位置被占了，我就去占别人的位置。。
• 负载因子：存放数据的个数，和数组的长度的比值；比值越低，说明冲突的可能性越小…应严格限制在0.7左右…

二次探测

• 二次探测：找下一个空位置的方法进行了改进，让有相同哈希地址的分散一点，不要太集中。
• 闭散列最大的缺陷就是空间利用率比较低，这也是哈希的缺陷。
• ntspt = start+i*2;

namespace close_hash
{
   
    enum status
	{
   
		EMPTY,
		EXIST,
		DEL
	};
	template<class K,class V>
	struct hash_data
	{
   
		pair<K,V> _data;
		status _st = EMPTY;
	};
	---
	template<class K, class V>
	class hash_table
	{
   
		typedef hash_data<K, V> hashdata;
	public:
	....
	private:
		vector<hashdata> _ht;
		size_t  _n= 0;//有效数据的个数
	};
}

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插入

       bool Insert(const pair<K, V>& kv)
		{
   
			if (find(kv.first))//先看K值在不在数组里
			{
   
				return false;
			}
			if (_n==_ht.size() || _n*10 /_ht.size()>=7)  //看是不是空的或者负载因子大于7 越大，说明越冲突
			{
   
				size_t newsize = _ht.size() == 0 ? 10 : _ht.size() * 2;
				hash_table<K,V> newht;
				newht._ht.resize(newsize);
				for (auto& i : _ht)
				{
   
					if (i._st == EXIST)//把是存在状态的数据插入到新数组里。
					{
   
						newht.Insert(i._data);
					}
				}
				_ht.swap(newht._ht);
			}
			size_t start = kv.first % _ht.size(); //数组的下标
			size_t i = 0;
			size_t inspt = start + i;//冲突了往后找空位置
			while (_ht[inspt]._st == EXIST)
			{
   
				++i;
				inspt = start + i;
				//intspt = start+i*2;
				inspt %= _ht.size();
			}
			_ht[inspt]._data = kv;
			_ht[inspt]._st = EXIST;
			_n++;
			return true;
		}

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查找、删除

        hashdata* find(const K& key)
		{
   
			if (_n==0)
			{
   
				return nullptr;
			}
			size_t findk = key%_ht.size();//找坐标
			while (_ht[findk]._st != EMPTY)
			{
   
				if (_ht[findk]._st == EXIST && _ht[findk]._data.first == key