哈希表（三）——哈希冲突

之前的两篇文章多次提到哈希冲突，这里再解释一下。

所谓哈希冲突，就是两个key值经过哈希函数计算以后得到了相同的哈希值，而一个下标只能存放一个key，这就产生了哈希冲突，如果这个下标其中一个key先存着了，那另一个key就必须通过别的方法找到属于自己的存放位置。

产生了哈希冲突，我们就要解决。选择一个好的解决哈希冲突的方法，也是提高哈希表效率的关键。

开发定址法

为产生冲突的地址Hash（key）求得一个地址序列：

H0，H1，H2，...，Hn 1 <= n <= m - 1 其中m为表的大小

H0 = H（key） Hi = （H（key）+ di）% m i=1,2,...n

形象地一句话来说，就是根据增量di不断地往后找可以存放的下标。

增量di可以有下面三种取值：

线性取值，1,2,3....这样，也就是从冲突位置不断往后找下一个可以存放的下标
二次取值，1,4,9....这样，也就是从冲突位置不断往后找x的二次方的下标，其中x从1开始线性增大
随机取值，di可以去任意随机值，随机找一个。

开放定制法有很明显的缺点

元素不能删除
当哈希表中元素越来越满时，效率明显下降

再哈希法

这其实就是一次哈希出来结果相同，再用另外的哈希函数来计算，直到不再产生相同的哈希值为止。这就要求我们设计不同的哈希函数，对程序的要求就更高一点，它也和开放定制法一样要保证装载因子，和开发定址法差不多其实。

哈希桶（拉链法）

每个下标中存的都是一个链表，相同哈希值的key直接往下标中的链表后面插入就行了

这种方法的特点是，表的大小和存储的数据数量差不多（大不了每个下标都只放一个节点，如果下标一样的都是放在同一下标的链表中，并没有占据新的下标），因此哈希桶的方法没有特别依赖于装载因子，哈希表块满时，它还是可以做到较好的效率，而开发定址法就需要保证装载因子。

当然，哈希桶法并不是万能的，也有它的缺点：

它需要稍微多一点的空间来存放元素，因为还要有一个指向下一个节点的指针。
每次探测也要花费较多的时间，因为它需要间接引用指针，而不是直接访问元素。

但其实，对于上面的缺点，对于现在的电脑来说并不会有太大的影响，所以这些缺点是微不足道的，所以实际使用哈希时，一般都是用哈希桶来解决冲突。

需要注意的是，哈希表也不是能让这个链表无限长的。打个比方，如果我所有的数据的哈希值都是一样，那么只会存在一个下标内，其余下标都没有用到，这就产生了一种极端情况。在这种情况下，我们要查找起来，就等于在一个链表中查找，它的查找效率是O（n），这显然违背了哈希表设计的思维。因此，在某一个链表或是几个链表的长度达到一定长度时，就需要对哈希表扩容，具体细节还是要看怎么设计了。

但是相比于开发定址法，它会发生扩容的频率就要小很多了，因为开发定址法还要保证自己的装填因子，所以它会更加频繁地扩容，所以就效率而言，拉链法还是要优于开发定址法。