java入门,哈希函数

一、前言

一听到哈希函数这种东西就感觉是数学,增加了人们的印象它很难。其中在数据结构中的HashMap的存储方式就用到了哈希函数,所以它也算是java的基础。看到哈希别惊慌,首先它只不过是个名称,我们理解它是个函数就行,然后它是散列的,那么就看函数的算法是怎样的。它主要的作用是:通过将关键字(key)映射到表中一个位置, 可以直接访问记录, 以提高查找的速率,相比较其他的查找结构,哈希表查找的时间复杂度更低。

java入门,哈希函数_第1张图片

二、哈希函数(散列函数)

1、哈希表:

给定表M,存在函数f(key),对任意给定的关键字值key,代入函数后若能得到包含该关键字的记录在表中的地址,则称表M为哈希(Hash)表,函数f(key)为哈希(Hash) 函数。

那就是可以写成: adrr = f(key) 

就是通过一定的算法通过key可以找到地址。

2、散列函数的几种构造方法:

1. 直接定址法

取关键字或关键字的某个线性函数值为散列地址。即H(key)=key或H(key) = a·key + b,其中a和b为常数(这种散列函数叫做自身函数)。

2. 数字分析法

假设某公司的员工登记表以员工的手机号作为关键字。手机号一共11位。前3位是接入号,对应不同运营商的子品牌;中间4位表示归属地;最后4位是用户号。不同手机号前7位相同的可能性很大,所以可以选择后4位作为散列地址,或者对后4位反转(1234 -> 4321)、循环右移(1234 -> 4123)、循环左移等等之后作为散列地址。

数字分析法通常适合处理关键字位数比较大的情况,如果事先知道关键字的分布且关键字的若干位分布比较均匀,就可以考虑这个方法。

3. 平方取中法

假设关键字是1234、平方之后是1522756、再抽取中间3位227,用作散列地址。平方取中法比较适合于不知道关键字的分布,而位数又不是很大的情况。

4. 折叠法

将关键字从左到右分割成位数相等的几部分,最后一部分位数不够时可以短些,然后将这几部分叠加求和,并按散列表表长,取后几位作为散列地址。

比如关键字是9876543210,散列表表长是3位,将其分为四组,然后叠加求和:987 + 654 + 321 + 0 = 1962,取后3位962作为散列地址。

折叠法事先不需要知道关键字的分布,适合关键字位数较多的情况。

5. 除留余数法

f(key) = key mod p (p≤m),m为散列表长。这种方法不仅可以对关键字直接取模,也可在折叠、平方取中后再取模。根据经验,若散列表表长为m,通常p为小于或等于表长(最好接近m)的最小质数,可以更好的减小冲突。

此方法为最常用的构造散列函数方法。

6. 随机数法

f(key) = random(key),这里random是随机函数。当关键字的长度不等时,采用这个方法构造散列函数是比较合适的。

实际应用中,应该视不同的情况采用不同的散列函数。如果关键字是英文字符、中文字符、各种各样的符号,都可以转换为某种数字来处理,比如其unicode编码。下面这些因素可以作为选取散列函数的参考:(1)计算散列地址所需的时间;(2)关键字长度;(3)散列表大小;(4)关键字的分布情况;(5)查找记录的频率。


 三、hashcode是什么东西

​1、什么是hashcode
hash code是一种编码方式,在Java中,每个对象都会有一个hashcode,Java可以通过这个hashcode来识别一个对象。至于hashcode的具体编码方式,比较复杂(事实上这个编码是可以由程序员通过继承和接口的实现重写的),可以参考数据结构书籍。而hashtable等结构,就是通过这个哈希实现快速查找键对象。

​两个对象值相同(x.equals(y) == true),不一定相等。

1) 对象相等则hashCode一定相等;

2) hashCode相等对象未必相等。

2.hashcode有什么作用

在Java中,HashCode的作用主要有两个方面:

在哈希表中的应用:哈希表(如HashMap、HashSet等)是基于哈希码实现的数据结构,通过哈希码可以确定对象在哈希表中的位置,从而实现高效的数据访问和查找。当我们使用哈希表来存储对象时,会使用对象的哈希码来计算该对象在哈希表中的存储位置。
对象的标识性:HashCode可以用于判断两个对象是否相等。在Java中,通过equals()方法比较两个对象的内容是否相等,但在某些情况下,如果两个对象的内容相同但是引用不同,equals()方法会返回false。这时可以使用HashCode来辅助判断对象的相等性。一般情况下,如果两个对象的HashCode相等,那么它们的equals()方法也应该返回true。因此,HashCode可以用于快速比较对象的相等性,尤其在使用哈希表、集合和搜索算法时特别有用。
需要注意的是,HashCode并不是对象的唯一标识符,不同对象的HashCode可能相同。因为HashCode是通过对对象的状态计算而来的,不同对象的状态相同,那么它们的HashCode也会相同。但相同HashCode的对象并不一定相等,因为HashCode是有限的,可能存在哈希冲突。

在Java中,为了正确使用HashCode,应该遵循以下规则:

如果两个对象相等(equals()方法返回true),那么它们的HashCode应该相等。
如果两个对象的HashCode相等,它们不一定相等(equals()方法返回true)。这是由于HashCode的有限性和可能的哈希冲突。
在重写equals()方法时,通常也需要重写hashCode()方法,以保证两个相等的对象具有相同的HashCode。
总之,HashCode在Java中是用于快速查找和比较对象的重要概念,它在哈希表和相等性判断中扮演着重要的角色。
 

你可能感兴趣的:(java,哈希算法,算法)