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计算机入门必备数据结构——散列表

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Hi!各位宝宝朋友们,好久不见了~国庆节中秋节过的快乐吗?我的双节在出差路上度过,你们有什么快乐的事情可以分享给我哦~让我也开心一下嘿嘿

由于工作比较忙,学习也落下不少了。趁着今天有点空,我们开始继续学习,学习是一个循序渐进的过程,切忌囫囵吞枣,只要数量,不看质量。从今天开始哪怕只学习一节甚至一个知识点,我也希望能把它学会并能给大家讲出来,我觉得只有这样今天的学习才是有效的,好了,闲言少叙,我们直接进入正题。

今天我们学习的数据结构叫做散列表,起初我看这个名字还感觉挺陌生的,以为是一个新的数据结构,原来它就是我们所学的哈希表。散列表也称哈希表是最有用的基本数据结构之一,我们将要学习他的内部机制:实现,冲突和散列函数。

先举一个例子引出哈希表的概念:假设你在一家超市上班,有顾客来买东西时,肯定会询问你某种东西的价格,每种东西都有自己不同的价格,细心的人可以发现,我们买的那些需要称重的东西,称旁边贴了一张纸,上面写着各种商品的价格,刚来上班的阿姨肯定会在这张纸上查找价格代码,如果纸上的内容不是排序好的,阿姨有可能为查找一个苹果的价格看遍整张纸,这需要花费很长时间。如果是按字母顺序排序好的,阿姨可以利用我们之前学习过的二分查找法来找出苹果的价格,时间复杂度就会大大减少。但这样每次就查找,不仅是阿姨烦对于顾客等待的时间就会变得更长,对于顾客的体验就不是很好,下次就可能不回来这个超市。这时就需要一个老手阿姨,把每一种物品的价格都记得很清楚,随便问她就能立马说出价格。不管商品有多少,这位老阿姨都能快速报出任何商品的价格,时间复杂度为O(1),速度比二分查找都快。如果你想在程序中实现这么快的查找速度,这是散列函数的用武之地。

1、 散列函数

散列函数是这样的函数,即无论给它什么数据,它都还你一个数字。

用专业术语来讲,散列函数是“将输入映射到数字”。散列函数不是没有原则的输出,它其实还是必须要满足一些要求的。

? 它必须是一致的。例如,假设你输入apple时输出的是4,那么每次输

入apple时,得到的都必须为4。如果不是这样,散列表将毫无用处。

?

它应将不同的输入映射到不同的数字。例如,如果一个散列函数不管

输入是什么都返回1,它就不是好的散列函数,最理想的情况是,将不同的输入映射到不同的数字。

我们首先来创建一个空数组,我们将在这个数组上存储商品的价格,将苹果作为输入交给散列函数,散列函数的输出为2,因此我们将苹果的价格存储到数组的索引2处,依次类推,数组中保存好了牛奶、橘子、苹果、梨子的价格之后,如果我们想知道苹果的价格,无需在数组中查找,只需交给散列函数,将apple作为输入输出2,于是可以在数组的索引2处找到苹果的价格。

散列函数之所以可以这样,具体原因如下:

? ? ?

散列函数总是将同样的输入映射到相同的索引。 散列函数将不同的输入映射到不同的索引。 散列函数知道数组有多大,只返回有效索引

使用散列函数和数组我们就可以创建了一种被称为“散列表”的数据结构。散列表是目前学习的第一种包含额外逻辑的数据结构,数组和链表都被直接映射到内存,但散列表更复杂,它需使用散列函数来确定元素的存储位置。

散列表在编程语言中几乎不用自身去实现,比如java学到map或者hashmap,C#学到的dictionary等等。

比如用C#的一段代码:

static void Main(string[] args) { //定义键值对 Dictionary dic = new Dictionary(); //添加数据 dic.Add(\牛奶\, \¥2\);

dic.Add(\橘子\, \¥3\); dic.Add(\苹果\, \¥4\); dic.Add(\梨子\, \¥5\); //循环接收 while (true) { Console.Write(\请输入需要查询的商品价格:\); //接收用户输入 string input = Console.ReadLine(); Console.WriteLine(\您查询的\ + input + \的价格为:{0}\, dic[input]); //Console.ReadKey(); } } 我们再来看看运行结果:

你学会了吗,但如果我们要查询的东西不在字典,我们看一下它会出现什么异常:

当然对于这种情况我们可以使用try Catch来进行优化解决。由此我们学到了散列表是由键和值组成,散列表将键映射到值。好了,今天的学习就到这块,明天我们来学习散列表的使用示例,不要走开,敬请期待~

计算机入门必备数据结构——散列表

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