散列表的实现 -- 数据结构与算法的javascript描述 第八章

散列表(哈希表

散列是一种常用的数据存储技术，散列后的数据可以快速地插入或取用。

散列表需要一个散列值（key）来存储指定数据，取数据也是依靠此。

散列值可以依靠计算数据的 ASCII码来获得，但是这会有一个问题，若干数据的散列值可能会相同，这样存储就会发生碰撞。

方案：

开链法， 对Hash表中每个Hash值建立一个冲突表，即将冲突的几个记录以表的形式存储在其中

开放寻址散列，当发生碰撞时，线性探测法检查散列表中的下一个位置是否为空。如果为空，就将数据存入该位置；如果不为空，则继续检查下一个位置，直到找到一个空的位置为止。

第一版code

 //版本一 （字符串类型的键
    //因其对散列值处理中 有碰撞的可能。
    //不具备处理碰撞数据的能力(有可能散列值相同，会把上一个值覆盖掉)

    function HashTable(){
        var me = this;
        me.table = new Array(137);
        me.simpleHash = simpleHash;
        me.showDistro = showDistro;
        me.showPutLength = showPutLength;
        //统计有多少数据进入散列表
        me.putLength = 0;
        me.put = put;

        /**
         * 取散列值  *取每个字符的ASCII码值之和
         * @param s
         * @returns {number}
         */
        function simpleHash(s){
            var total = 0;
            for (var i = 0; i < s.length; ++i) {
                total += s.charCodeAt(i);
            }
            return total % me.table.length;
        }
        function put(data){
            me.putLength++;
            var pos = me.simpleHash(data);
            me.table[pos] = data;
        }
        function showDistro(){
            var s = '',i=0;
            for(;i<me.table.length;i++){
                if (me.table[i] != undefined) {
                    s+=" key: "+ i+" , value:"+me.table[i] +" \n";
                }
            }
            console.log(s)
        }

        function showPutLength(){
            console.log("共有 "+me.putLength+" 次插入散列表行为");
            return me.putLength;
        }
    }

第一版测试

    //版本一测试
    var someNames = [
        "David",
        "Jennifer",
        "Donnie",
        "Raymond",
        "Cynthia",
        "Mike",
        "Clayton",
        "Danny",
        "Jonathan"
    ];
    var hTable = new HashTable();
    for (var i = 0; i < someNames.length; ++i) {
        hTable.put(someNames[i]);
    }
    hTable.showPutLength();
    hTable.showDistro();

版本一的数据碰撞处理有问题。我们修改一个版本来优化这个地方。

新的散列值计算方式用了 霍纳算法的思想，乘以一个质数来尽量避免碰撞。

function HashTable2(){
        var me = this;
        me.table = new Array(137);
        me.simpleHash = simpleHash;
        me.showDistro = showDistro;
        me.showPutLength = showPutLength;
        me.put = put;
        //统计有多少数据进入散列表
        me.putLength = 0;
        //质数，当该数字式37时候 也会碰撞 +_+
        me.H = 31;

        //第二版 修正碰撞问题（只能说 尽可能减少碰撞  霍纳算法
        //为了避免碰撞，首先要确保散列表中用来存储数据的数组其大小是个质数
        //新的散列函数仍然先计算字符串中各字符的ASCII码值，不过求和时每次要乘以一个质数。
        /**
         * 取散列值  *取每个字符的ASCII码值之和
         * @param s
         * @returns {number}
         */
        function simpleHash(s){
            var total = 0;
            for (var i = 0; i < s.length; ++i) {
                total += me.H * total + s.charCodeAt(i);
            }
            total = total % me.table.length;
            if (total < 0) {
                total += me.table.length-1;
            }
            return parseInt(total);
        }
        function put(data){
            me.putLength++;
            var pos = me.simpleHash(data);
            me.table[pos] = data;
        }
        function showDistro(){
            var s = '',i=0;
            for(;i<me.table.length;i++){
                if (me.table[i] != undefined) {
                    s+=" key: "+ i+" , value: "+me.table[i] +" \n";
                }
            }
            console.log(s)
        }
        function showPutLength(){
            console.log("共有 "+me.putLength+" 次插入散列表行为");
            return me.putLength;
        }
    }

散列表总结

实现一个散列表存储最主要的问题就是解决 碰撞问题。

碰撞原因：

我们要将一个字符或者整型键进行存储，需要对其进行计算散列值（计算方式为每个字符的ASCII码值相加，尽管计算方法升级优化了 仍会有碰撞的可能），但是不同的字符或者整形可能计算出同一个散列值，这样就会发生碰撞，后面插入的值会覆盖前面的值。

比如 “Clayton”与 “Raymond” 计算后的散列值一样。

为了尽量避免碰撞，我们对计算散列值的方法进行了优化，新的散列函数仍然先计算字符串中各字符的ASCII码值，不过求和时每次要乘以一个质数。具体可以搜索:[霍纳算法],注： 这一版本 虽然优化了计算方法，仍然有碰撞的可能

碰撞处理：

开链法：

是指实现散列表的底层数组中，每个数组元素又是一个新的数据结构，比如另一个数组，这样就能存储多个键了。使用这种技术，即使两个键散列后的值相同，依然被保存在同样的位置，只不过它们在第二个数组中的位置不一样罢了

开链法的可能存储结构：

      [  [1],
         [2],
         [3,3,3,3]  //多个数据 散列值一样，但是存储在同一位置不同下标中。
      ]

实现开链法的方法是：在创建存储散列过的键值的数组时，通过调用一个函数创建一个新的空数组，然后将该数组赋给散列表里的每个数组元素。这样就创建了一个二维数组

线性探测法：

当发生碰撞时，线性探测法检查散列表中的下一个位置是否为空。如果为空，就将数据存入该位置；如果不为空，则继续检查下一个位置，直到找到一个空的位置为止。该技术是基于这样一个事实：每个散列表都会有很多空的单元格，可以使用它们来存储数据

到此为止，只是了解了如何实现不碰撞的方法，但碍于水平有限，并未实现完整的代码，所以就不贴出来了。希望能对看到的人有所帮助~。