哈希表开放寻址法之线性探测法解决冲突问题

本文介绍了一个简单的哈希表类实现,使用线性探测法解决冲突。通过具体代码示例展示了如何创建哈希表、插入元素及打印哈希表状态。
#include<iostream>
#include<cstdlib>

using namespace std;

class HashTable
{
private:
	enum judge{Empty, Value};
	struct Node
	{
		int data;
		enum judge j;
		Node() :j(Empty){}
	};
	Node* TheNodes;
	int TableSize;
public:
	HashTable(int);
	int Find(int)const;
	int Hash(int)const;
	void Insert(int);
	void Print()const;
};

int main()
{
	HashTable t(20);
	for (int i = 0; i < 19; i++)
	{
		t.Insert(i);
	}
	t.Print();


	system("pause");
	return 0;
}

HashTable::HashTable(int size)
{
	TableSize = size;
	TheNodes = new Node[TableSize];
}

int HashTable::Hash(int Key)const
{
	return Key % TableSize;
}

int HashTable::Find(int data)const
{
	int pos;
	for (int i = 0; i < TableSize; i++)
	{
		pos = (Hash(data) + i) % TableSize;   //线性探测法
		if (TheNodes[pos].j == Empty)
			break;
	}
	return pos;
}

void HashTable::Insert(int data)
{
	int pos = Find(data);
	TheNodes[pos].data = data;
	TheNodes[pos].j = Value;
}

void HashTable::Print()const
{
	for (int i = 0; i < TableSize; i++)
	{
		if (TheNodes[i].j == Value)
		{
			cout << TheNodes[i].data << endl;
		}
		else
		{
			cout << "Empty" << endl;
		}
	}
}

### 线性探测解决哈希冲突 线性探测是一种基于开放寻址策略的方,用于在哈希表解决冲突。其核心思想是:当尝试插入某个键值对时,如果目标位置已被占用,则按照固定的步长顺序向后查找下一个可用的位置[^1]。 #### 算原理 在线性探测中,假设当前计算得到的哈希索引为 `index`,如果该位置已存在数据,则依次检查后续位置 `index + 1`, `index + 2`, ..., 直至找到一个空闲位置或将整个哈希表遍历完毕[^2]。需要注意的是,这种探测方式可能导致聚集现象(Primary Clustering),即多个连续的占位区域使得新元素更难快速定位到合适的位置[^3]。 #### C语言代码示例 下面是一个使用C语言实现简单哈希表的例子,其中采用线性探测来处理冲突: ```c #include <stdio.h> #define TABLE_SIZE 10 int hash_table[TABLE_SIZE]; // 初始化哈希表 void initialize() { for (int i = 0; i < TABLE_SIZE; ++i) { hash_table[i] = -1; // 使用-1表示未使用的槽位 } } // 插入函数 void insert(int key) { int index = key % TABLE_SIZE; while (hash_table[index] != -1 && hash_table[index] != key) { // 如果当前位置被占用且不是相同key index = (index + 1) % TABLE_SIZE; // 进行线性探测 } if (hash_table[index] == -1 || hash_table[index] != key) { hash_table[index] = key; // 找到了空位或重复项覆盖原值 } else { printf("Key already exists.\n"); } } // 查找函数 int search(int key) { int index = key % TABLE_SIZE; while (hash_table[index] != -1) { // 只要没遇到空槽就继续搜寻 if (hash_table[index] == key) return index; // 成功匹配返回下标 index = (index + 1) % TABLE_SIZE; // 向前推进一位做进一步比较 } return -1; // 若超出范围仍未发现对应关键字则宣告失败 } ``` 以上程序展示了基本的操作流程,包括初始化、插入以及查询操作。通过这些功能可以构建起支持线性探测机制的基础框架。 ### 注意事项 尽管线性探测易于理解和编码实践,但它容易引发性能瓶颈特别是随着填充率增加的时候因为会产生所谓的“主簇集”。因此实际应用当中可能会考虑采用其他更加高效的解决方案比如链地址或者是改进版的双散列技术等等。
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