学习JavaScript数据结构与算法（七）——散列表（二）

处理散列表中的冲突

有时候，一些键会有相同的散列值。不同的值在散列表中对应相同位置的时候，称其为冲突。

举个例子来看，见如下代码。其中，HashTable类的创建见博客 学习JavaScript数据结构与算法（七）——散列表（一） 。

var hash = new HashTable();hash.put('Jack', '[e-mail]');hash.put('John', '[e-mail]');hash.put('Ben', '[e-mail]');hash.put('Jim', '[e-mail]');hash.put('Tyrion', '[e-mail]');hash.put('Aaron' ,'[e-mail]');hash.put('Jonathan', '[e-mail]');hash.put('Jamie', '[e-mail]');hash.put('Sue', '[e-mail]');console.log('-------');hash.print();

处理冲突的方法有：分离链接、线性探查和双散列法。

1、分离链接

为散列表的每一个位置创建一个链表并将元素存储在里面。
可以这么简单地理解，一个年级在操场集合，操场上划分不同的区域，每个班占一个区域（位置），而一个班级里人依次排列，就好比是一个链表。

它是解决冲突的最简单的方法，但是它在HashTable实例之外还需要额外的存储空间。

function HashTableSeparateChaining () {    var table = [];    var loseloseHashCode = function(key){        var hash = 0;        for (var i = 0; i < key.length; i++) {            hash += key.charCodeAt(i);        }        return hash % 37;    };    /*    ValuePair    辅助类，表示将要加入LinkedList实例的元素。    只会将key和value存储在一个Object实例中。     */    var ValuePair = function(key, value){        this.key = key;        this.value = value;        this.toString = function(){            return '[' + this.key + ' - ' + this.value + ']';        }    };    /*重写put()、get()、remove()方法*/    this.put = function(key, value){        var position = loseloseHashCode(key);        /*        验证要加入新元素的位置是否已经被占据。        如果这个位置是第一次被加入元素，则在这个位置初始化一个LinkedList实例。         */        if (table[position] == undefined) {            table[position] = new LinkedList();        }        table[position].append(new ValuePair(key,value));    };    this.get = function(key){        var position = loseloseHashCode(key);        //确定在特定的位置上是否有元素存在        if (table[position] !== undefined) {            var current = table[position].getHead();//遍历之前先获取链表表头的引用            //遍历链表来寻找键/值（从头到尾）            while (current.next) {                if (current.element.key === key) {                    return current.element.value;                }                current = current.next;            }            //检查元素在链表第一个或最后一个节点的情况            if (current.element.key === key) {                return current.element.value;            }        }        return undefined;    };    this.remove = function(key){        var position = loseloseHashCode(key);        if (table[position] !== undefined) {            var current = table[position].getHead();            while (current.next) {                if (current.element.key === key) {                    table[position].remove(current.element);                    //如果链表为空了，就将散列表这个位置的值设为undefined。                    if (table[position].isEmpty()) {                        table[position] = undefined;                    }                    return true;                }                current = current.next;            }            //检查是否为第一个或最后一个元素            if (current.element.key === key) {                table[position].remove(current.element);                if (table[position].isEmpty()) {                    table[position] = undefined;                }                return true;            }        }        return false;    };    this.print = function() {        for (var i = 0; i < table.length; ++i) {            if (table[i] !== undefined) {               console.log(i + ": " + table[i].toString());            }        }    };}

测试代码：

var hash = new HashTableSeparateChaining();hash.put('Jack', '[e-mail]');hash.put('John', '[e-mail]');hash.put('Ben', '[e-mail]');hash.put('Jim', '[e-mail]');hash.put('Tyrion', '[e-mail]');hash.put('Aaron' ,'[e-mail]');hash.put('Jonathan', '[e-mail]');hash.put('Jamie', '[e-mail]');hash.put('Sue', '[e-mail]');hash.print();console.log('-------');console.log(hash.get('Jack'));console.log('-------');hash.remove('John');hash.print();

测试结果如下：

2、线性探查

当想向表中某个位置加入一个新元素的时候，如果索引为index的位置已经被占据了，就尝试index+1的位置。如果index+1的位置也被占据了，就尝试index—+2的位置。以此类推。

function HashTableLinearProbing () {    var table = [];    var loseloseHashCode = function(key){        var hash = 0;        for (var i = 0; i < key.length; i++) {            hash += key.charCodeAt(i);        }        return hash % 37;    };    var ValuePair = function(key, value){        this.key = key;        this.value = value;        this.toString = function(){            return '[' + this.key + ' - ' + this.value + ']';        }    };    this.put = function(key,value){        var position = loseloseHashCode(key);        if (table[position] == undefined) {            table[position] = new ValuePair(key,value);        }        else {            var index = ++position;            while (table[index] != undefined) {                index++;            }            table[index] = new ValuePair(key,value);        }    };    this.get = function(key){        var position = loseloseHashCode(key);        if (table[position] !== undefined) {            if (table[position].key === key) {                return table[position].value;            }            else {                var index = ++position;                while (table[index] === undefined || table[index].key != key) {                    index++;                }                if (table[index].key === key) {                    return table[index].value;                }            }        }        return undefined;    };    this.remove = function(key){        var position = loseloseHashCode(key);        if (table[position] !== undefined) {            if (table[position].key === key) {                table[position] = undefined;            }            else {                var index = ++position;                while (table[index] === undefined || table[index].key != key) {                    index++;                }                if (table[index].key === key) {                    table[index] = undefined;                }            }        }        return undefined;    };    this.print = function() {        for (var i = 0; i < table.length; ++i) {            if (table[i] !== undefined) {               console.log(i + ": " + table[i].toString());            }        }    };}

测试代码：

var hash = new HashTableLinearProbing();hash.put('Jack', '[e-mail]');hash.put('John', '[e-mail]');hash.put('Ben', '[e-mail]');hash.put('Jim', '[e-mail]');hash.put('Tyrion', '[e-mail]');hash.put('Aaron' ,'[e-mail]');hash.put('Jonathan', '[e-mail]');hash.put('Jamie', '[e-mail]');hash.put('Sue', '[e-mail]');hash.print();console.log('-------');console.log(hash.get('Jack'));console.log('-------');hash.remove('John');hash.print();

测试结果如下：

3、双散列法

事先准备多个散列函数。每当发生散列地址冲突时，就换一个散列函数计算，直到把冲突解决。
这种方法使得关键字不产生聚集，也增加了计算的时间。

创建更好的散列函数

在上面实现的“lose lose”散列函数不是一个表现良好的散列函数，因为它会产生很多的冲突。

一个表现良好的散列函数由以下几个方面构成：
插入和检索元素的时间（即性能），较低的冲突可能性。

下面来创建一个更好的散列函数djb2：

var djb2HashCode = function(key){    //初始化一个hash变量并赋为一个质数    var hash = 5381;//大多实现使用5381    //迭代参数key    for (var i = 0; i < key.length; i++) {        //将hash与33相乘（用来当作一个魔力数），并和当前迭代到的字符的ASCII码值相加        hash = hash *33 + key.charCodeAt(i);    }    //使用相加的和与另一个随机质数相除的余数    //随机质数比我们认为的散列表的大小要大    //本例中，我们认为散列表大小为1000    return hash % 1013;};

用之前冲突的那个例子做测试，会发现输出的结果显示没有冲突。

这并不是最好的散列函数，但这是最被社区推荐的散列函数之一。