关于hash table的总结

  1. key是URL, hash(key)的结果是value在hash数组中存放位置的下标,但可能有冲突,那就跟据linear probing或链表法找下一个合适的位置。找到hash(key),并解决冲突问题后,把value放在这个位置。

  2. 我们都知道解决哈希表冲突有两种方法,linear probing和基于链表的chain。那什么时候适合用linear probing呢?个人总结是如果数据规模比较小,或者是嵌入式系统里面使用用linear probing,其他场合适合用chain。数据规模比较小是因为链表元素必须要加入额外的prev/next这样的信息,会造成不必要的内存开销。嵌入式系统适合用linear probing是因为用链表就会涉及到malloc以及内存分配,而嵌入式系统不适合动态分配内存。当然我们也可以用数组来实现链表,但也会有前面说的额外开销的问题。而且,如果数据本身就是一个链表的话,用chain的话就会有两个链表,一个是数据本身的链表,另一个是每个冲突元素的拉链链表,用数组实现就会有很多额外开销。

  3. 为什么散列表和链表经常一块使用?//from 数据结构与算法之美/
    1)散列表的优点:支持高效的数据插入、删除和查找操作

  1. 散列表的缺点:不支持快速顺序遍历散列表中的数据, 因为散列表中的数据都是通过散列函数打乱之后无规律存储的。
  2. 如何按照顺序快速遍历散列表的数据?只能将数据转移到数组,然后排序,最后再遍历数据。
  3. 我们知道散列表是动态的数据结构,需要频繁的插入和删除数据,那么每次顺序遍历之前都需要先排序,这势必会造成效率非常低下。
  4. 如何解决上面的问题呢?就是将散列表和链表(或跳表)结合起来使用。
    散列表和链表如何组合起来使用?
    LRU(Least Recently Used)缓存淘汰算法
    LRU缓存淘汰算法主要操作有哪些?主要包含3个操作:
    ①往缓存中添加一个数据;
    ②从缓存中删除一个数据;
    ③在缓存中查找一个数据;
    ④总结:上面3个都涉及到查找。
    如何用链表实现LRU缓存淘汰算法?
    ①需要维护一个按照访问时间从大到小的有序排列的链表结构。
    ②缓冲空间有限,当空间不足需要淘汰一个数据时直接删除链表头部的节点。
    ③当要缓存某个数据时,先在链表中查找这个数据。若未找到,则直接将数据放到链表的尾部。若找到,就把它移动到链表尾部。
    ④前面说了,LRU缓存的3个主要操作都涉及到查找,若单纯由链表实现,查找的时间复杂度很高为O(n)。若将链表和散列表结合使用,查找的时间复杂度会降低到O(1)。
    如何使用散列表和链表实现LRU缓存淘汰算法?
    ①使用双向链表存储数据,链表中每个节点存储数据(data)、前驱指针(prev)、后继指针(next)和hnext指针(解决散列冲突的链表指针)。
    ②散列表通过链表法解决散列冲突,所以每个节点都会在两条链中。一条链是双向链表,另一条链是散列表中的拉链。前驱和后继指针是为了将节点串在双向链表中,hnext指针是为了将节点串在散列表的拉链中。
    ③LRU缓存淘汰算法的3个主要操作如何做到时间复杂度为O(1)呢?
    首先,我们明确一点就是链表本身插入和删除一个节点的时间复杂度为O(1),因为只需更改几个指针指向即可。接着,来分析查找操作的时间复杂度。当要查找一个数据时,通过散列表可实现在O(1)时间复杂度找到该数据,再加上前面说的插入或删除的时间复杂度是O(1),所以我们总操作的时间复杂度就是O(1)。

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