45、哈希技术全面解析

哈希技术全面解析

1. 引言

在计算机科学领域，建立数据的概念用户视图与计算机系统中实际物理存储之间的映射函数至关重要。前者是终端用户所看到的，后者则是实际存储在存储介质上的内容。由于软件工程、数据库系统和操作系统等方面的原因，这两种视角往往并不相同。

另一个关键问题是如何查找存储的数据。以金融机构的交易文件为例，其中包含数百万条记录。若采用顺序访问方式，对于以批处理模式运行的非交互式程序是合适的，但对于需要根据不同客户提供交互式响应的程序则不适用。虽然可以使用二叉搜索树（BST）、堆或B树等数据结构，但如何确定文件记录在存储介质上的实际存储位置，以便在需要时能够轻松检索，哈希技术就是解决这一问题的有效方法。

哈希技术旨在解决数据在物理存储介质上的存储位置以及如何检索已存储数据的问题。在哈希过程中，用于标识记录的键值与该记录在存储介质上的位置之间存在可预测的关系。哈希函数通过对键值应用特定算法来确定其存储位置。

哈希函数将键值从相对较大的定义域映射到相对较小的地址位置范围。由于这种映射，可能会发生碰撞，即两个或多个键映射到相同的地址，因此必须解决碰撞问题。

2. 哈希函数

一个好的哈希函数应具备两个重要特征：一是计算简单快速；二是要尽可能将键值（无论随机与否）均匀地分散到地址空间中。常见的哈希函数有以下几种：

哈希函数	原理	优点	缺点
绝对寻址