23、深入理解哈希字典：理论基础与实现细节

深入理解哈希字典：理论基础与实现细节

1. 哈希和冲突解决

哈希表是一种高效的容器，用于存储一组在计算出的索引位置插入的对象。每个插入哈希表的对象都与一个哈希索引相关联。哈希过程涉及对给定对象（如字符串）计算一个整数索引（哈希索引）。理想情况下，哈希计算应该很快，并且当重复为一组要插入哈希表的键进行时，应该产生均匀分布在哈希表索引值范围内的哈希索引。

然而，当两个不同的对象产生相同的哈希索引时，我们称之为 碰撞 。此时，必须设计一个冲突解决算法，将第二个对象放置在一个与第一个不同的位置。构建哈希表时遇到的两个基本问题包括：

1. 高效哈希函数的设计 ：该函数应能均匀分布插入对象的索引值。
2. 高效的碰撞解决算法 ：该算法应在发生碰撞时计算备用索引。

1.1 哈希函数设计

理想的哈希函数应满足以下条件：
- 快速计算。
- 对于一组要插入哈希表的键，产生的哈希索引应均匀分布。

理论上可以构建一个完美哈希函数，使得任意字符串都与一个唯一的索引值相关联。例如，假设将字符串中的每个字符映射到一个整数，对于长度为10的字符串，其哈希值可以是：

hashIndex = word[0] + word[1]*27 + word[2]*27^2 + ... + word[9]*27^9;

然而，这种方法在实际应用中是不切实际的，因为所需的索引范围非