哈希表是一種高效的數據結構,通過哈希函數將鍵映射到存儲位置。但由于哈希函數可能將不同鍵映射到相同位置(稱為哈希沖突),需要有效的方法來解決沖突。以下是常見的沖突解決策略,每種方法都有其原理、優缺點和適用場景。我將逐步解釋這些方法,確保內容清晰可靠。
1. 開放尋址法(Open Addressing)
- 原理:當沖突發生時,在哈希表中順序探測其他空槽位,直到找到可用位置。探測序列由特定公式定義。
- 常見變體:
- 線性探測(Linear Probing):探測位置計算為 $h(k, i) = (h'(k) + i) \mod m$,其中 $i$ 是探測步數(從0開始遞增),$h'(k)$ 是初始哈希函數,$m$ 是表大小。
- 二次探測(Quadratic Probing):位置公式為 $h(k, i) = (h'(k) + c_1 i + c_2 i^2) \mod m$,其中 $c_1$ 和 $c_2$ 是常數,減少聚集現象。
- 雙重哈希(Double Hashing):使用第二個哈希函數,公式為 $h(k, i) = (h_1(k) + i \cdot h_2(k)) \mod m$,其中 $h_2(k)$ 用于計算步長。
- 優點:節省空間,不需要額外數據結構。
- 缺點:可能導致聚集(clustering),降低性能;裝載因子高時效率下降。
- 適用場景:內存受限的環境,如嵌入式系統。
2. 鏈地址法(Chaining)
- 原理:每個哈希表槽位存儲一個鏈表(或其他動態結構),沖突的元素直接添加到鏈表中。哈希函數僅用