hash与map的区别联系应用

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hash与map的区别联系应用

double2li 2013-08-12 15:44:00 浏览391
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一,hashtable原理:

哈希表又名散列表,其主要目的是用于解决数据的快速定位问题。考虑如下一个场景。

一列键值对数据,存储在一个table中,如何通过数据的关键字快速查找相应值呢?不要告诉我一个个拿出来比较key啊,呵呵。

大家都知道,在所有的线性数据结构中,数组的定位速度最快,因为它可通过数组下标直接定位到相应的数组空间,就不需要一个个查找。而哈希表就是利用数组这个能够快速定位数据的结构解决以上的问题的。

具体如何做呢?大家是否有注意到前面说的话:“数组可以通过下标直接定位到相应的空间”,对就是这句,哈希表的做法其实很简单,就是把Key通过一 个固定的算法函数既所谓的哈希函数转换成一个整型数字,然后就将该数字对数组长度进行取余,取余结果就当作数组的下标,将value存储在以该数字为下标 的数组空间里,而当使用哈希表进行查询的时候,就是再次使用哈希函数将key转换为对应的数组下标,并定位到该空间获取value,如此一来,就可以充分 利用到数组的定位性能进行数据定位。

不知道说到这里,一些不了解的朋友是否大概了解了哈希表的原理,其实就是通过空间换取时间的做法。到这里,可能有的朋友就会问,哈希函数对key进 行转换,取余的值一定是唯一的吗?这个当然不能保证,主要是由于hashcode会对数组长度进行取余,因此其结果由于数组长度的限制必然会出现重复,所 以就会有“冲突”这一问题,至于解决冲突的办法其实有很多种,比如重复散列的方式,大概就是定位的空间已经存在value且key不同的话就重新进行哈希 加一并求模数组元素个数,既 (h(k)+i) mod S , i=1,2,3…… ,直到找到空间为止。还有其他的方式大家如果有兴趣的话可以自己找找资料看看。


2 hash_map和map的区别在哪里?
构造函数。hash_map需要hash函数,等于函数;map只需要比较函数(小于函数).
存储结构。hash_map采用hash表存储,map一般采用红黑树(RB Tree)实现。因此其memory数据结构是不一样的。

3 什么时候需要用hash_map,什么时候需要用map?
总 体来说,hash_map 查找速度会比map快,而且查找速度基本和数据量大小无关,属于常数级别;而map的查找速度是log(n)级别。并不一定常数就比log(n) 小,hash还有hash函数的耗时,明白了吧,如果你考虑效率,特别是在元素达到一定数量级时,考虑考虑hash_map。但若你对内存使用特别严格, 希望程序尽可能少消耗内存,那么一定要小心,hash_map可能会让你陷入尴尬,特别是当你的hash_map对象特别多时,你就更无法控制了,而且 hash_map的构造速度较慢。
现在知道如何选择了吗?权衡三个因素: 查找速度, 数据量, 内存使用。


4 map基本原理介绍:


用过map吧?map提供一个很常用的功能,那就是提供key-value的存储和查找功能。例如,我要记录一个人名和相应的存储,而且随时增加,要快速查找和修改:

岳不群-华山派掌门人,人称君子剑
张三丰-武当掌门人,太极拳创始人
东方不败-第一高手,葵花宝典
...
 
这些信息如果保存下来并不复杂,但是找起来比较麻烦。例如我要找"张三丰"的信息,最傻的方法就是取得所有的记录,然后按 照名字一个一个比较。如果要速度快,就需要把这些记录按照字母顺序排列,然后按照二分法查找。但是增加记录的时候同时需要保持记录有序,因此需要插入排 序。考虑到效率,这就需要用到二叉树。讲下去会没完没了,如果你使用STL 的map容器,你可以非常方便的实现这个功能,而不用关心其细节。关于map的数据结构细节,感兴趣的朋友可以参看学习STL map, STL set之数据结构基础。看看map的实现:

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