hash溢出表的实现原理

溢出hash表设计图 来源：朱翔

   介绍溢出哈希表的实现机理，并给出具体实现代码。溢出哈希表是在hash 表填入过程中，将冲突的元素顺序填入到溢出表中，而当查找过程中发现冲突时，就在溢出表中进行顺序查找。   溢出哈希表的设计图，具体实现如下：首先：哈希表中每个元素被称为Node,Node类必须包含两个函数：GetKey，Hash。GetKey返回每个节点Node的键值key，key值唯一标识节点Node；Hash函数用于生成Node对象Key的对应hash値，下面给出Node的具体定义：
class NodeStruct{    private:    unsigned int key;    public:    //使用nelement计算NodeStruct对象的hash值        static inline unsigned int Hash (unsigned int nelement) {            return key % modulo;        }    //获得NodeStruct对象的key值 inline unsigned int GetKey () {     return key; }}
在overflow Hash表中查找key值对应node节点创建_table，_overflowBits，_allocBits，其中_table是保存哈希表中Node的数组，_allocBits中的第n位标识_table中的第n个Node是否已经创建，1标识_table中的第n个Node已经被创建，0标识_table中第n个Node是否overflow，_overflowBit中的第n位标识_table中的第n个Node是否发生冲突，下面是查询与创建node的具体实现:
NodeStruct * OverfolwHash::Lookup (unsigned int key) {    //对掩码进行初始化        const uint32_t upperBit = 0x80000000;        //计算key对应的hash值        unsigned int entry = NodeStruct::Hash(key, _numElements);        //ptr为key对应Node在_table中的起始位置        NODE *ptr = &_table[entry];        NODE *ptrEnd = &_table[_numElements];        //allocPtr为key对应Node在_allocBits中的位置，因为_allocBits数组的类型是uint32_t，//所以需要对entry向右位移5位        uint32_t *allocPtr = &_allocBits[entry >> 5];        // overflowPtr为key对应Node在_ overflowBits中的位置        uint32_t *overflowPtr = &_overflowBits[entry >> 5];        uint32_t mask = upperBit >> (entry & 31);        for(;;) {            //如果allocPtr没有创建Node，没有占用            if((*allocPtr & mask) == 0)                return NULL;            //判断ptr指向节点的key值与查询的key值是否相等，如果相等，            //则ptr就是查询的Nodeif(ptr->GetKey() == key)                return ptr;            //如果对应的溢出位为零，则hash表中没有对应key值的节点，返回；            //如果对应的溢出位不为零，则标识hash表对应节点发生冲突，继续在hash表中查找key值对应节点            if((*overflowPtr & mask) == 0)                return NULL;            //遍历到_table的最末节点ptrEnd，则重新从_table的头部开始查找            if((++ptr) == ptrEnd) {                entry = 0;                ptr = _table;                allocPtr = _allocBits;                overflowPtr = _overflowBits;                mask = upperBit;            } else {                mask >>= 1;                if(mask == 0) {                    allocPtr++;                    overflowPtr++;                    mask = upperBit;                }            }        }    }