用链表和数组实现HASH表，几种碰撞冲突解决方法

 

 

　　Hash算法中要解决一个碰撞冲突的办法，后文中描述了几种解决方法。下面代码中用的是链式地址法，就是用链表和数组实现HASH表。

he/*hash table max size*/
#define HASH_TABLE_MAX_SIZE 40/*hash table大小*/
int hash_table_size=0;/*.BH-----------------------------------------------------------------
**                 结构体定义
**.EH-----------------------------------------------------------------
*/
/*hashTable结构*/
typedef int HashKeyType;
typedef struct{     OMS_TYPE__CurrFaultReport curr_fault_report;unsigned int begin_time[SYS_FAULT_REPORT_MAX_NUM];unsigned int end_time[SYS_FAULT_REPORT_MAX_NUM];unsigned int report_valid[SYS_FAULT_REPORT_MAX_NUM];
}HashValueType;typedef struct HashNode_Struct HashNode;
struct HashNode_Struct
{HashKeyType sKey;HashValueType nValue;HashNode* pNext;
};
HashNode* hashTable[HASH_TABLE_MAX_SIZE]; //hash table data strcutrue/*=================hash table function======================*/
/*.BH-----------------------------------------------------------------
**
**函数名：
**
**功能：string hash function
**
**参数： 无
**
**返回值：无
**
**设计注记：
**
**.EH-----------------------------------------------------------------
*/
unsigned int hash_table_hash_str(const char* skey)
{const signed char *p = (const signed char*)skey;unsigned int h = *p;if(h){for(p += 1; *p != '\0'; ++p){h = (h << 5) - h + *p;}}return h;
}/*.BH-----------------------------------------------------------------
**
**函数名：
**
**功能：insert key-value into hash table
**
**参数： 无
**
**返回值：无
**
**设计注记：
**
**.EH-----------------------------------------------------------------
*/
int hash_table_insert(const HashKeyType skey, HashValueType nvalue)
{unsigned int pos = 0;HashNode* pHead = NULL;HashNode* pNewNode = NULL;if (hash_table_size >= HASH_TABLE_MAX_SIZE){printf("out of hash table memory!\n");return 0;}pos = hash_table_hash_str(skey) % HASH_TABLE_MAX_SIZE;pHead = hashTable[pos];while (pHead){if (pHead->sKey == skey){printf("hash_table_insert: key %d already exists!\n", skey);return 0;}pHead = pHead->pNext;}pNewNode = (HashNode*)malloc(sizeof(HashNode));memset(pNewNode, 0, sizeof(HashNode));pNewNode->sKey = skey;memcpy(&pNewNode->nValue, &nvalue, sizeof(HashValueType));pNewNode->pNext = hashTable[pos];hashTable[pos] = pNewNode;hash_table_size++;return 1;
}/*.BH-----------------------------------------------------------------
**
**函数名：
**
**功能：lookup a key in the hash table
**
**参数： 无
**
**返回值：无
**
**设计注记：
**
**.EH-----------------------------------------------------------------
*/
HashNode* hash_table_find(const HashKeyType skey)
{unsigned int pos = 0;pos = hash_table_hash_str(skey) % HASH_TABLE_MAX_SIZE;if (hashTable[pos]){HashNode* pHead = hashTable[pos];while (pHead){if (skey == pHead->sKey)return pHead;pHead = pHead->pNext;}}return NULL;
}/*.BH-----------------------------------------------------------------
**
**函数名：
**
**功能：free the memory of the hash table
**
**参数： 无
**
**返回值：无
**
**设计注记：
**
**.EH-----------------------------------------------------------------
*/
void hash_table_release()
{int i;for (i = 0; i < HASH_TABLE_MAX_SIZE; ++i){if (hashTable[i]){HashNode* pHead = hashTable[i];while (pHead){HashNode* pTemp = pHead;pHead = pHead->pNext;if (pTemp){free(pTemp);}}}}
}//remove key-value frome the hash table
/*.BH-----------------------------------------------------------------
**
**函数名：
**
**功能：string hash function
**
**参数： 无
**
**返回值：无
**
**设计注记：
**
**.EH-----------------------------------------------------------------
*/
void hash_table_remove(const HashKeyType skey)
{unsigned int pos = hash_table_hash_str(skey) % HASH_TABLE_MAX_SIZE;if (hashTable[pos]){HashNode* pHead = hashTable[pos];HashNode* pLast = NULL;HashNode* pRemove = NULL;while (pHead){if (skey == pHead->sKey){pRemove = pHead;break;}pLast = pHead;pHead = pHead->pNext;}if (pRemove){if (pLast)pLast->pNext = pRemove->pNext;elsehashTable[pos] = NULL;free(pRemove);}}hash_table_size--;
}/*.BH-----------------------------------------------------------------
**
**函数名：
**
**功能：print the content in the hash table
**
**参数： 无
**
**返回值：无
**
**设计注记：
**
**.EH-----------------------------------------------------------------
*/
void hash_table_print()
{int i;printf("===========content of hash table===========\n");for (i = 0; i < HASH_TABLE_MAX_SIZE; ++i){if (hashTable[i]){HashNode* pHead = hashTable[i];printf("%d=>", i);while (pHead){printf("%d:%d  ", pHead->sKey, pHead->nValue.begin_time);pHead = pHead->pNext;}printf("\n");}}
}/*.BH-----------------------------------------------------------------
**
**函数名：
**
**功能：初始化系统名称的hashTable，插入所有系统名称
**
**参数： 无
**
**返回值：无
**
**设计注记：
**
**.EH-----------------------------------------------------------------
*/
void Common_InitHashTable()
{hash_table_size = 0;memset(hashTable, 0, sizeof(HashNode*) * HASH_TABLE_MAX_SIZE);
}

 

Hash碰撞冲突

Hash函数的作用就是保证对象返回唯一hash值，但当两个对象计算值一样时，这就发生了碰撞冲突。如下将介绍如何处理冲突，当然其前提是一致性hash。

1.开放地址法

开放地执法有一个公式:Hi=(H(key)+di) MOD m i=1,2,…,k(k<=m-1)
其中，m为哈希表的表长。di 是产生冲突的时候的增量序列。如果di值可能为1,2,3,…m-1，称线性探测再散列。
如果di取1，则每次冲突之后，向后移动1个位置.如果di取值可能为1,-1,2,-2,4,-4,9,-9,16,-16,…k*k,-k*k(k<=m/2)，称二次探测再散列。
如果di取值可能为伪随机数列。称伪随机探测再散列。

2.再哈希法

当发生冲突时，使用第二个、第三个、哈希函数计算地址，直到无冲突时。缺点：计算时间增加。
比如上面第一次按照姓首字母进行哈希，如果产生冲突可以按照姓字母首字母第二位进行哈希，再冲突，第三位，直到不冲突为止

3.链地址法（拉链法）

将所有关键字为同义词的记录存储在同一线性链表中。如下：

因此这种方法，可以近似的认为是筒子里面套筒子

4.建立一个公共溢出区

假设哈希函数的值域为[0,m-1],则设向量HashTable[0..m-1]为基本表，另外设立存储空间向量OverTable[0..v]用以存储发生冲突的记录。

优缺点：

优点：

①拉链法处理冲突简单，且无堆积现象，即非同义词决不会发生冲突，因此平均查找长度较短；
②由于拉链法中各链表上的结点空间是动态申请的，故它更适合于造表前无法确定表长的情况；
③开放定址法为减少冲突，要求装填因子α较小，故当结点规模较大时会浪费很多空间。而拉链法中可取α≥1，且结点较大时，拉链法中增加的指针域可忽略不计，因此节省空间；
④在用拉链法构造的散列表中，删除结点的操作易于实现。只要简单地删去链表上相应的结点即可。而对开放地址法构造的散列表，删除结点不能简单地将被删结 点的空间置为空，否则将截断在它之后填人散列表的同义词结点的查找路径。这是因为各种开放地址法中，空地址单元(即开放地址)都是查找失败的条件。因此在 用开放地址法处理冲突的散列表上执行删除操作，只能在被删结点上做删除标记，而不能真正删除结点。

缺点：

指针需要额外的空间，故当结点规模较小时，开放定址法较为节省空间，而若将节省的指针空间用来扩大散列表的规模，可使装填因子变小，这又减少了开放定址法中的冲突，从而提高平均查找速度。

 

开放地址法和拉链法是比较常用的两种，各有优缺点，开放地址法的过程可以参考以下链接。

参考链接：HASH碰撞