[译]C语言实现一个简易的Hash table(3)
上一章,我们讲了hash表
的数据结构,并简单实现了hash表
的初始化与删除操作,这一章我们会讲解Hash函数
和实现算法,并手动实现一个Hash
函数。
Hash函数
本教程中我们实现的Hash函数
将会实现如下操作:
- 输入一个字符串,然后返回一个
0
到m
(Hash表的大小)的数字 - 为一组平常的输入返回均匀的
bucket
索引。如果Hash函数不是均匀分布的,就会将多个记录插入到相同的bucket
中,这就回提高冲突
的几率,而这个冲突就会影响到我们的Hash表
的效率。
Hash算法
我们将会设计一个普通的字符串Hash函数
,在伪代码中表示如下:
function hash(string, a, num_buckets):hash = 0string_len = length(string)for i = 0, 1, ..., string_len:hash += (a ** (string_len - (i+1))) * char_code(string[I])hash = hash % num_bucketsreturn hash
这个Hash函数
主要分为两步:
- 将字符串转为大整型
- 通过取余数
mod m
将整数的大小减小到固定范围
变量a
是一个素数,并且要大于英文字母,我们正在散列ASCII字符串,其字母大小为128,因此我们应该选择大于此的素数。
char_code
这个函数会返回字母对应的整数,使用的是ASCII
中的字母。
如下使用这个Hash函数
:
hash("cat", 151, 53)// 函数拆解
hash = (151**2 * 99 + 151**1 * 97 + 151**0 * 116) % 53
hash = (2257299 + 14647 + 116) % 53
hash = (2272062) % 53
hash = 5
如果改变a
我们会得到不同的结果:
hash("cat", 163, 53) = 3
代码实现
// hash_table.c
static int ht_hash(const char* s, const int a, const int m) {long hash = 0;const int len_s = strlen(s);for (int i = 0; i < len_s; i++) {hash += (long)pow(a, len_s - (i+1)) * s[i];hash = hash % m;}return (int)hash;
}
什么是冲突?
理想中的散列函数返回的结果都是均匀分布的,但是,对于任意一个散列函数,总会有一些输入经过散列后,得到相同的值。如果要找到这组输入,我们就需要测试大量的输入数据。
因为上面提到的有不好的输入存在,意味着所有输入都没有完美的散列函数。所以在设计散列函数时,针对预期输入,我们的散列函数需要表现最好。
不好的输入也存在安全问题,如果某个恶意用户向哈希表提供了一组冲突密钥,那么搜索这些密钥将比正常情况(O(1)
)花费更长时间(O(n)
)。这可以用作针对以哈希表为基础的系统(例如DNS和某些Web服务)的拒绝服务攻击。
上一章:Hash table数据结构
下一章:冲突处理
原文地址:https://github.com/jamesroutley/write-a-hash-table/tree/master/03-hashing
转载于:https://www.cnblogs.com/bilberry/p/10264535.html
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