哈希冲突主要的解决办法

最常用的解决方式有两种:

1.Open Addressing 开放性地址

(1)Linear Probing(线性探索)

就是如果一个值hash之后,放到了index1的位置,另一个值hash之后如果也是要放在index1的位置,那么就从index1的位置往下找第一个为空的地址,把这个值放进去。

从插入来看:
在最差的情况下,如果产生了非常多的冲突,它的时间复杂度可能会变为O(n)。

从查找来看:
最差情况下,也可能变为O(n),因为要寻找的值hash之后,如果本应该放在index1的位置,但是index1的位置不是这个值,那么就会依次向下寻找,找到第一个为空的位置结束。

从删除来看:
删除也可能变为O(n)。
而且如果index1~index10都是原本应该存储在index1的位置的值,要删除的元素在index2的位置,那么删除index2的元素之后,这个位置就为空了,再次查找hash后应该存放到index1位置的值是就会出现问题。
解决办法是,在index2这个位置的元素删除之后,在index2的位置设置一个标识,删除之后把这个表示为设置为True,证明index2的位置之前存放过某个元素。

缺点:
操作的时间复杂度可能会变为O(n)
还有一个缺点是,如果原本应该存放在index1的若干个元素,现在存放到了index1~index10,那么另外一个hash后应该存放到index6位置的元素就无法存放在index6的位置了,这时这一块区域都会堵塞(primary clustering)。

(2)Quadratic Probing(二次探索)

使用平方,第一个元素存放在index1,第二个元素如果本应该也放在index1,那么就放在index1 + 1的平方的位置,也就是index2,下一个元素如果也要存放在index1,那么它先查找index1的位置,满了的话,继续查找index1 + 1的平方的位置,如果还是满的,就查找index1 + 2的平方的位置,如果为空,就存放在这里。

优点就是不会产生很大的堵塞(primary clustering),但是会产生一个secondary clustering,它出现的概率会远远小于primary clustering。

2.Separate Chain(链地址法)

如果第一个元素a,hash之后要存在2的位置

1|
2|a
3|
4|

如果元素b,hash之后也要存在2的位置,就把a和b变成一个链表,2中存储的是链表的头指针。

1|
2| ——> a——>b
3|
4|

这种情况下,如果链表很长,操作的时间复杂度也可能变为O(n)。

在Python中,字典使用的是Open Addressing的方式。
Java使用的是Separate Chain。

还有别的解决冲突的方式,参考:
解决哈希冲突的常用方法分析
数据结构与算法:hash冲突解决

补充:
如果字典原来可以放x个元素,现在已经存放了y个元素,那么当y/x叫做满载率,当满载率大于一个值的时候,就会把x扩充到原来的2倍。
在python中,这个值是三分之二,大约是0.66。
x扩充到原来的二倍之后,存在这片区域的元素的下标会产生变化,重新计算,这叫rehash,再哈希。

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