哈希表(Hash table),也称为散列表,是一种数据结构,它允许快速地访问和插入数据。哈希表的核心思想是利用一个哈希函数(Hash function)将键(Key)映射到一个固定大小的数组(Array)的一个位置,这样就可以直接通过位置来访问记录,而不必比较它们。哈希函数的设计应确保相同的键映射到不同的位置的可能性极低,这有助于减少冲突(collisions)。
哈希表的主要优势在于查找速度快,因为它避免了遍历整个表的需要。然而,哈希表也有一些缺点,如当哈希表被填满时,性能会显著下降。此外,哈希表的空间利用率可能较低,因为它需要额外的空间来存储哈希函数和冲突处理机制。
哈希表的冲突处理方法主要有以下几种:
- 开放地址法(Open Addressing):当哈希表中已存在与新键相同的键时,会在哈希表中找到一个未使用的位置来存储新键。
- 链接法(Chaining):如果哈希表中已存在与新键相同的键,则将新键加入到链表中。
- 再哈希法(Rehashing):当哈希表中的冲突率过高时,可以通过重新计算哈希函数并移动已有键来扩大哈希表容量。
哈希表在编程任务中有着广泛的应用,例如数据库索引、缓存、哈希函数、图表示和操作、字符串处理等。
总结来说,哈希表是一种基于哈希函数的快速数据结构,它提供了一种高效的方式来存储和检索数据,但也需要注意处理冲突和适当管理哈希表的大小。