哈希表是一种高效的数据结构,通过哈希函数将键映射到存储位置。但由于哈希函数可能将不同键映射到相同位置(称为哈希冲突),需要有效的方法来解决冲突。以下是常见的冲突解决策略,每种方法都有其原理、优缺点和适用场景。我将逐步解释这些方法,确保内容清晰可靠。
1. 开放寻址法(Open Addressing)
- 原理:当冲突发生时,在哈希表中顺序探测其他空槽位,直到找到可用位置。探测序列由特定公式定义。
- 常见变体:
- 线性探测(Linear Probing):探测位置计算为 $h(k, i) = (h'(k) + i) \mod m$,其中 $i$ 是探测步数(从0开始递增),$h'(k)$ 是初始哈希函数,$m$ 是表大小。
- 二次探测(Quadratic Probing):位置公式为 $h(k, i) = (h'(k) + c_1 i + c_2 i^2) \mod m$,其中 $c_1$ 和 $c_2$ 是常数,减少聚集现象。
- 双重哈希(Double Hashing):使用第二个哈希函数,公式为 $h(k, i) = (h_1(k) + i \cdot h_2(k)) \mod m$,其中 $h_2(k)$ 用于计算步长。
- 优点:节省空间,不需要额外数据结构。
- 缺点:可能导致聚集(clustering),降低性能;装载因子高时效率下降。
- 适用场景:内存受限的环境,如嵌入式系统。
2. 链地址法(Chaining)
- 原理:每个哈希表槽位存储一个链表(或其他动态结构),冲突的元素直接添加到链表中。哈希函数仅用