我正在寻找一个关于哈希表如何工作的解释-用简单的英语为我这样的傻瓜!
例如,我知道它接受键,计算哈希(我正在寻找一个解释),然后执行某种模运算来计算出它在存储值的数组中的位置,但我的知识到此为止。
谁能解释一下过程吗?
编辑:我并不是特别问哈希码是如何计算的,而是对哈希表如何工作的一般概述。
我正在寻找一个关于哈希表如何工作的解释-用简单的英语为我这样的傻瓜!
例如,我知道它接受键,计算哈希(我正在寻找一个解释),然后执行某种模运算来计算出它在存储值的数组中的位置,但我的知识到此为止。
谁能解释一下过程吗?
编辑:我并不是特别问哈希码是如何计算的,而是对哈希表如何工作的一般概述。
当前回答
这是另一种看待它的方式。
我假设你理解数组A的概念,它支持索引操作,你可以一步找到第I个元素,A[I],不管A有多大。
因此,例如,如果您想存储一组恰好年龄不同的人的信息,一个简单的方法是有一个足够大的数组,并使用每个人的年龄作为数组的索引。这样,你就可以一步获取任何人的信息。
But of course there could be more than one person with the same age, so what you put in the array at each entry is a list of all the people who have that age. So you can get to an individual person's information in one step plus a little bit of search in that list (called a "bucket"). It only slows down if there are so many people that the buckets get big. Then you need a larger array, and some other way to get more identifying information about the person, like the first few letters of their surname, instead of using age.
这是基本思想。不使用年龄,可以使用任何能产生良好价值观传播的人的函数。这就是哈希函数。比如你可以把这个人名字的ASCII表示的每三分之一,按某种顺序打乱。重要的是,您不希望太多人散列到同一个存储桶,因为速度取决于存储桶保持较小。
其他回答
这是一个相当深奥的理论领域,但基本轮廓很简单。
本质上,哈希函数只是一个函数,它从一个空间(比如任意长度的字符串)获取内容,并将它们映射到一个用于索引的空间(比如无符号整数)。
如果你只有一个小空间的东西来散列,你可能只需要把这些东西解释为整数,你就完成了(例如4字节字符串)
不过,通常情况下,你的空间要大得多。如果你允许作为键的空间大于你用于索引的空间(你的uint32或其他),那么你不可能为每个键都有唯一的值。当两个或多个东西散列到相同的结果时,您必须以适当的方式处理冗余(这通常被称为冲突,如何处理它或不处理它将略微取决于您使用散列的目的)。
这意味着你不希望得到相同的结果,你也可能希望哈希函数是快速的。
平衡这两个属性(以及其他一些属性)让许多人忙得不可开交!
在实践中,您通常应该能够找到一个已知适合您的应用程序的函数并使用它。
Now to make this work as a hashtable: Imagine you didn't care about memory usage. Then you can create an array as long as your indexing set (all uint32's, for example). As you add something to the table, you hash it's key and look at the array at that index. If there is nothing there, you put your value there. If there is already something there, you add this new entry to a list of things at that address, along with enough information (your original key, or something clever) to find which entry actually belongs to which key.
因此,随着时间的推移,哈希表(数组)中的每个条目要么是空的,要么包含一个条目,要么包含一个条目列表。检索很简单,就像在数组中建立索引,然后返回值,或者遍历值列表并返回正确的值。
当然,在实践中你通常不能这样做,它浪费太多的内存。因此,所有操作都基于稀疏数组(其中唯一的条目是实际使用的条目,其他所有内容都隐式为空)。
有很多方案和技巧可以让它更好地工作,但这是最基本的。
这是另一种看待它的方式。
我假设你理解数组A的概念,它支持索引操作,你可以一步找到第I个元素,A[I],不管A有多大。
因此,例如,如果您想存储一组恰好年龄不同的人的信息,一个简单的方法是有一个足够大的数组,并使用每个人的年龄作为数组的索引。这样,你就可以一步获取任何人的信息。
But of course there could be more than one person with the same age, so what you put in the array at each entry is a list of all the people who have that age. So you can get to an individual person's information in one step plus a little bit of search in that list (called a "bucket"). It only slows down if there are so many people that the buckets get big. Then you need a larger array, and some other way to get more identifying information about the person, like the first few letters of their surname, instead of using age.
这是基本思想。不使用年龄,可以使用任何能产生良好价值观传播的人的函数。这就是哈希函数。比如你可以把这个人名字的ASCII表示的每三分之一,按某种顺序打乱。重要的是,您不希望太多人散列到同一个存储桶,因为速度取决于存储桶保持较小。
Hashtable inside contains cans in which it stores the key sets. The Hashtable uses the hashcode to decide to which the key pair should plan. The capacity to get the container area from Key's hashcode is known as hash work. In principle, a hash work is a capacity which when given a key, creates an address in the table. A hash work consistently returns a number for an item. Two equivalent items will consistently have a similar number while two inconsistent objects may not generally have various numbers. When we put objects into a hashtable then it is conceivable that various objects may have equal/ same hashcode. This is known as a collision. To determine collision, hashtable utilizes a variety of lists. The sets mapped to a single array index are stored in a list and then the list reference is stored in the index.
我的理解是这样的:
这里有一个例子:把整个表想象成一系列的桶。假设您有一个带有字母-数字哈希码的实现,并且每个字母都有一个存储桶。该实现将哈希码以特定字母开头的每个项放入相应的bucket中。
假设你有200个对象,但只有15个对象的哈希码以字母“B”开头。哈希表只需要查找和搜索'B' bucket中的15个对象,而不是所有200个对象。
至于计算哈希码,没有什么神奇的。目标只是让不同的对象返回不同的代码,对于相同的对象返回相同的代码。您可以编写一个类,它总是为所有实例返回相同的整数作为哈希代码,但这实际上会破坏哈希表的用处,因为它只会变成一个巨大的桶。
这是一个外行的解释。
让我们假设你想要用书填满一个图书馆,而不仅仅是把它们塞进去,而且你希望在你需要它们的时候能够很容易地再次找到它们。
因此,您决定,如果想要阅读一本书的人知道书名和确切的书名,那么这就是所有应该做的。有了书名,在图书管理员的帮助下,读者就能轻松快速地找到这本书。
那么,你该怎么做呢?当然,你可以列出你把每本书放在哪里的列表,但是你会遇到和搜索图书馆一样的问题,你需要搜索列表。当然,列表会更小,更容易搜索,但您仍然不希望从库(或列表)的一端到另一端依次搜索。
你想要的东西,有了书名,就能立刻给你正确的位置,所以你所要做的就是漫步到正确的书架上,拿起书。
但这怎么能做到呢?嗯,当你填满图书馆的时候要有一点先见之明,当你填满图书馆的时候要做很多工作。
你设计了一个聪明的小方法,而不是开始从一端到另一端填满这个库。你拿着书名,在一个小的计算机程序中运行,它会显示出书架的编号和书架上的槽号。这是你放书的地方。
这个程序的美妙之处在于,稍后,当一个人回来阅读这本书时,您再次通过程序输入标题,并获得与最初给您的相同的书架编号和插槽编号,这就是书的位置。
正如其他人已经提到的,这个程序被称为哈希算法或哈希计算,通常通过输入数据(在这种情况下是书名)并从中计算一个数字来工作。
为了简单起见,我们假设它只是将每个字母和符号转换为一个数字,并将它们全部相加。实际上,它要比这复杂得多,但现在让我们先把它放在这里。
这种算法的美妙之处在于,如果你一次又一次地向它输入相同的输入,它每次都会输出相同的数字。
这就是哈希表的基本工作原理。
接下来是技术方面的内容。
首先是数字的大小。通常,这种哈希算法的输出在一个较大的数字范围内,通常比表中的空间大得多。例如,假设我们的图书馆刚好有100万本书的空间。哈希计算的输出可以在0到10亿的范围内,这要高得多。
那么,我们该怎么办呢?我们使用所谓的模量计算,它基本上是说,如果你数到你想要的数字(即10亿数字),但想要保持在一个小得多的范围内,每次你达到这个小范围的极限,你就从0开始,但你必须跟踪你在大序列中走了多远。
假设哈希算法的输出在0到20的范围内,并且从特定的标题中获得值17。如果图书馆的大小只有7本书,你数1、2、3、4、5、6,当你数到7时,你从0开始。因为我们需要数17次,所以我们有1、2、3、4、5、6、0、1、2、3、4、5、6、0、1、2、3,最后的数字是3。
当然模量的计算不是这样的,它是用除法和余数来完成的。17除以7的余数是3(17除7得14,17和14之差是3)。
因此,你把书放在3号槽里。
这就导致了下一个问题。碰撞。由于该算法无法将图书间隔开来以使它们完全填满库(或者填满哈希表),因此它最终总是会计算一个以前使用过的数字。在图书馆的意义上,当你到达书架和你想放一本书的槽号时,那里已经有一本书了。
存在各种冲突处理方法,包括将数据运行到另一个计算中以获得表中的另一个位置(双重哈希),或者只是在给定的位置附近找到一个空间(例如,就在前一本书的旁边,假设插槽可用,也称为线性探测)。这意味着当你稍后试图找到这本书时,你需要做一些挖掘工作,但这仍然比简单地从图书馆的一端开始要好。
最后,在某些情况下,您可能希望将更多的书放入图书馆,而不是图书馆所允许的。换句话说,你需要建立一个更大的库。由于图书馆中的确切位置是使用图书馆的确切和当前大小计算出来的,因此,如果您调整了图书馆的大小,那么您可能最终不得不为所有书籍找到新的位置,因为为找到它们的位置所做的计算已经改变了。
我希望这个解释比桶和函数更接地气一点:)