20、数据结构与算法：深入理解哈希表和集合

数据结构与算法：深入理解哈希表和集合

1 哈希表简介

哈希表（Hash Table）是一种高效的数据结构，它使用哈希函数将键映射到数组的索引位置。哈希表的核心优势在于其插入、删除和查找操作的时间复杂度接近 O(1)，这使得它在实际应用中非常受欢迎。然而，哈希表的性能依赖于哈希函数的质量和冲突解决策略的选择。

1.1 哈希函数

哈希函数的作用是将任意长度的输入（如字符串）映射为固定长度的整数索引。一个好的哈希函数应该具备以下特点：
- 快速计算 ：哈希函数应在常数时间内完成计算。
- 均匀分布 ：哈希函数应尽量使哈希值均匀分布在整个索引范围内，避免过多的冲突。

例如，Java中的 String 类提供了 hashCode() 方法，该方法返回一个整数，用于确定字符串在哈希表中的索引位置。以下是 hashCode() 方法的一个简单实现：

public int hashCode() {
    int hash = 0;
    for (int i = 0; i < length; i++) {
        hash = hash * 31 + charAt(i);
    }
    return hash;
}

1.2 冲突解决

当两个不同的键经过哈希函数计算后得到了相同的索引位置时，就会发生冲突。常见的冲突解决方法有： <