js--數據結構之散列
阿新 • • 發佈：2017-10-26
數組實現 dex numbers 時有 分布 ota key html 字符串
散列：實現散列表的數據後可以快速地實現插入或者刪除。但是對於實現查找操作則效率非常的低。
散列表的底層是數組實現的，長度是預先設定，可以隨時根據需求增加。所有的元素根據和該元素對應的鍵，保存在特定的位置。使用散列表存儲數據時，通過一個散列函數將鍵值映射為一個數字，數字的範圍是0-散列表的長度。
碰撞（collision）:理想狀態下散列函數會將每一個鍵值映射成一個唯一的數組索引。但是健的數量是無限的，數組的長度是有限的，一個更現實的目標是讓散列函數盡量將鍵均勻地映射到數組中。即使使用一個高效的散列函數，仍然存在兩個鍵映射成同一個值的可能。這就是所謂的碰撞。它產生時我們就要去解決。
散列表中的數組究竟設置多大？
常見設置：數組長度是一個質數。
function HashTable() { this.table = new Array(137); this.simpleHash = simpleHash;//哈希函數 this.betterHash = betterHash;//霍納哈希函數 this.buildChains = buildChains;//開連法 this.showDistro = showDistro;//顯示散列表中的數據 this.showDistro1 = showDistro1;//開連法顯示散列表中的數據 this.put = put;//將數據存儲到列表中 //this.newPut = newPut;//將數據存儲到列表中 this.get = get; } //哈希函數：簡單的除留余數法 function simpleHash(data) { var total = 0; for(var i = 0;i<data.length;i++) { total+= data.charCodeAt(i);//方法可返回指定位置的字符的Unicode 編碼。這個返回值是0-65535之間的整數。相加得到散列值。 } //console.log(total+"======"); return total%this.table.length;//除留余數法返回一個數值 } function put(data) { var _pos = this.simpleHash(data);//的到數組的索引 //var _pos = this.betterHash(data);//的到數組的索引 this.table[_pos] = data;//根據返回的值作為鍵值存儲數據。 } function showDistro() { //var n = 0; for(var i = 0;i < this.table.length;i++) { if(this.table[i] != undefined) { console.log(i+": "+this.table[i]); //document.write(i+": "+this.table[i]+"<br>"); } } } var hash = new HashTable(); var book = ["JavaScript","jQuery","php","java","go","html5","AI"]; for(var i =0;i < book.length;i++) { hash.put(book[i]); } //hash.showDistro(); console.log(book.length);
1: AI
7: java
54: php
56: JavaScript
77: go
79: html5
92: jQuery
上述會有問題：
1.數據呈現向兩端分布。
2.有時會出現內容顯示不全的問題，（散列函數處理時有了相同的散列值，就產生了碰撞）
散列函數的設計：解決碰撞
確保散列表用來存儲數據的數組其大小是一個質數（數學運算對質數取余數時余數重復率低）。數組的長度應該大於100，讓其分布更加的均勻。
霍納算法：
新的散列函數仍然先用計算字符串的ASCII碼值，不過在求和時每次乘以一個質數。建議一個較小的，（31，37）；
function betterHash(str) { var h = 37; var total = 0; for(var i = 0;i < str.length;i++) { total += h*total+str.charCodeAt(i); } total = total % this.table.length; if(total < 0) { total += this.table.length - 1; } return parseInt(total); } var hash2 = new HashTable(); var book2 = ["JavaScript","jQuery","php","java","go","html5","AI"]; for(var i = 0;i < book2.length;i++) { hash2.put(book2[i]); }
散列化整型鍵：
上述兩個例子都是對於字符串類型的鍵值進行操作，現在研究整型鍵的數據操作。
eg:學生的成績查詢，隨機生成一個9位數的鍵（ID），用以識別學生身份和一門成績。
//生成學生成績： function getRandomGrade(min,max) { return Math.floor(Math.random()*(max-min+1))+min; } //生成ID: function getStuID(arr) { for(var i = 0;i < arr.length;i++) { var num = ""; for(var j = 0;j < 9;j++) { num +=Math.floor(Math.random()*10); } num += getRandomGrade(50,100); arr[i] = num; } } var stuNum = 10; var students = new Array(stuNum); getStuID(students); for(var i = 0;i < students.length;i++) { //console.log(students[i]); console.log(students[i].substring(0,8)+" "+students[i].substring(9)); } var hTab = new HashTable(); for(var i = 0;i < students.length;i++) { hTab.put(students[i]); } hTab.showDistro(); //如果同樣用第一種哈希函數解決會產生碰撞，用較好的哈希函數則不會產生碰撞。
//散列表的排序，取值： // 要重新定義put(),get(); //帶有鍵值的添加方法 function newPut(key,data) { var _pos = this.betterHash(key); this.table[_pos] = data; } //獲取方法： function get(key) { return this.table[this.betterHash(key)]; } //test: 輸入三個人的姓名和電話號碼進行查詢，三個輸入後輸出quit進行查詢 var numbers = new HashTable(); var name,number; for(var i = 0;i < 3;i++) { //name = prompt("請輸入姓名:"); //number = prompt("請輸入電話:"); numbers.newPut(name,number); } name = ""; prompt("輸入quit結束:"); while(name != "quit") { name = prompt("裏面的成員:"); if(name == "quit") { break; } alert(name+"成員的電話是：" + numbers.get(name)); prompt("輸入quit結束:"); }
碰撞處理：開鏈法和線性檢測
開鏈法：將鍵同樣存儲到通過散列函數計算的索引位置上，但不可能將多份數據存儲到一個數組單元中。在實現散列表的底層數組中的每一個元素又是一個新的數據結構，即使使用兩個鍵三列後的值相同，依然被保存在同樣的位置，但是他們在第二個數組的位置不一樣。
實現方法：在創建存儲散列的鍵值的數組時通過調用一個函數創建一個空數組，然後將該數組賦值給散列表中的每個數組。這樣就創建了一個二維數組。
function buildChains() { for(var i = 0;i < this.table.length;i++) { this.table[i] = new Array(); } } //相應的顯示元素也要改變 function showDistro1() { //var num = 0; for(var i = 0;i < this.table.length;i++) { if(this.table[i][0] != undefined) { console.log(i + ":" +this.table[i]); } } } //put function put(key,data) { var pos = this.simpleHash(key); var index = 0; if(this.table[pos][index] == undefined) { this.table[pos][index] = data; }else { while(this.table[pos][index] != undefined) { ++index; } this.table[pos][index] = data; } } //get function get(key) { var index = 0; var pos = this.simpleHash(key); if(this.table[pos][index] == key) { return this.table[pos][index]; }else { while(this.table[pos][index] != key) { ++index; } return this.table[pos][index]; } return undefined; } //test: var hTable = new HashTable(); hTable.buildChains(); var arrName = ["David","Jennifer","Donnie","Raymond","Cynthia","Mike","Clayton","Danny","Jonathan"]; for(var i = 0;i < arrName.length;i++) { hTable.put(arrName[i]); } hTable.showDistro1();
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