logo

TechCodeview

Implementace hash tabulky v C/C++ pomocí samostatného řetězení

Úvod:

Zkracovače adres URL jsou příkladem hašování, protože mapují velké adresy URL na malé velikosti

Některé příklady hashovacích funkcí:

  • klíč % počet kbelíků
  • ASCII hodnota znaku * PrvočísloX. Kde x = 1, 2, 3….n
  • Můžete si vytvořit vlastní hašovací funkci, ale měla by to být dobrá hašovací funkce, která dává menší počet kolizí.

Komponenty hashování



Index segmentu:

Hodnota vrácená funkcí Hash je index segmentu pro klíč v samostatné metodě řetězení. Každý index v poli se nazývá segment, protože se jedná o segment propojeného seznamu.

skryté aplikace

Opakování:

Rehashing je koncept, který snižuje kolize při zvýšení prvků v aktuální hashovací tabulce. Vytvoří nové pole o dvojnásobné velikosti a zkopíruje do něj předchozí prvky pole a je to jako vnitřní práce vektoru v C++. Je zřejmé, že funkce hash by měla být dynamická, protože by měla odrážet některé změny při zvýšení kapacity. Hašovací funkce v ní zahrnuje kapacitu hašovací tabulky, proto při kopírování klíčových hodnot z předchozí hašovací funkce pole poskytuje různé indexy segmentu, protože závisí na kapacitě (segmentech) hašovací tabulky. Obecně platí, že když je hodnota zátěžového faktoru větší než 0,5, provádějí se rehashingy.

  • Zdvojnásobte velikost pole.
  • Zkopírujte prvky předchozího pole do nového pole. Při kopírování každého uzlu do nového pole používáme hašovací funkci, takže to sníží kolizi.
  • Odstraňte předchozí pole z paměti a nasměrujte ukazatel uvnitř pole hash mapy na toto nové pole.
  • Obecně platí, že Load Factor = počet prvků v Hash Map / celkový počet bucketů (kapacita).

Srážka:

Kolize je situace, kdy index bucketu není prázdný. Znamená to, že v tomto indexu segmentu je přítomna hlavička propojeného seznamu. Máme dvě nebo více hodnot, které se mapují na stejný index segmentu.



Hlavní funkce v našem programu

  • Vložení
  • Vyhledávání
  • Hashovací funkce
  • Vymazat
  • Rehashing

Hashová mapa

Implementace bez přehánění:

C




numpy meshgrid



#include> #include> #include> // Linked List node> struct> node {> >// key is string> >char>* key;> >// value is also string> >char>* value;> >struct> node* next;> };> // like constructor> void> setNode(>struct> node* node,>char>* key,>char>* value)> {> >node->klíč = klíč;> >node->hodnota = hodnota;> >node->další = NULL;> >return>;> };> struct> hashMap {> >// Current number of elements in hashMap> >// and capacity of hashMap> >int> numOfElements, capacity;> >// hold base address array of linked list> >struct> node** arr;> };> // like constructor> void> initializeHashMap(>struct> hashMap* mp)> {> >// Default capacity in this case> >mp->kapacita = 100;> >mp->numOfElements = 0;> >// array of size = 1> >mp->arr = (>struct> node**)>malloc>(>sizeof>(>struct> node*)> >* mp->kapacita);> >return>;> }> int> hashFunction(>struct> hashMap* mp,>char>* key)> {> >int> bucketIndex;> >int> sum = 0, factor = 31;> >for> (>int> i = 0; i <>strlen>(key); i++) {> >// sum = sum + (ascii value of> >// char * (primeNumber ^ x))...> >// where x = 1, 2, 3....n> >sum = ((sum % mp->kapacita)> >+ (((>int>)key[i]) * factor) % mp->kapacita)> >% mp->kapacita;> >// factor = factor * prime> >// number....(prime> >// number) ^ x> >factor = ((factor % __INT16_MAX__)> >* (31 % __INT16_MAX__))> >% __INT16_MAX__;> >}> >bucketIndex = sum;> >return> bucketIndex;> }> void> insert(>struct> hashMap* mp,>char>* key,>char>* value)> {> >// Getting bucket index for the given> >// key - value pair> >int> bucketIndex = hashFunction(mp, key);> >struct> node* newNode = (>struct> node*)>malloc>(> >// Creating a new node> >sizeof>(>struct> node));> >// Setting value of node> >setNode(newNode, key, value);> >// Bucket index is empty....no collision> >if> (mp->arr[bucketIndex] == NULL) {> >mp->arr[bucketIndex] = newNode;> >}> >// Collision> >else> {> >// Adding newNode at the head of> >// linked list which is present> >// at bucket index....insertion at> >// head in linked list> >newNode->next = mp->arr[bucketIndex];> >mp->arr[bucketIndex] = newNode;> >}> >return>;> }> void> delete> (>struct> hashMap* mp,>char>* key)> {> >// Getting bucket index for the> >// given key> >int> bucketIndex = hashFunction(mp, key);> >struct> node* prevNode = NULL;> >// Points to the head of> >// linked list present at> >// bucket index> >struct> node* currNode = mp->arr[bucketIndex];> >while> (currNode != NULL) {> >// Key is matched at delete this> >// node from linked list> >if> (>strcmp>(key, currNode->klíč) == 0) {> >// Head node> >// deletion> >if> (currNode == mp->arr[bucketIndex]) {> >mp->arr[bucketIndex] = currNode->next;> >}> >// Last node or middle node> >else> {> >prevNode->next = currNode->next;> >}> >free>(currNode);> >break>;> >}> >prevNode = currNode;> >currNode = currNode->další;> >}> >return>;> }> char>* search(>struct> hashMap* mp,>char>* key)> {> >// Getting the bucket index> >// for the given key> >int> bucketIndex = hashFunction(mp, key);> >// Head of the linked list> >// present at bucket index> >struct> node* bucketHead = mp->arr[bucketIndex];> >while> (bucketHead != NULL) {> >// Key is found in the hashMap> >if> (bucketHead->klíč == klíč) {> >return> bucketHead->hodnota;> >}> >bucketHead = bucketHead->další;> >}> >// If no key found in the hashMap> >// equal to the given key> >char>* errorMssg = (>char>*)>malloc>(>sizeof>(>char>) * 25);> >errorMssg =>'Oops! No data found. '>;> >return> errorMssg;> }> // Drivers code> int> main()> {> >// Initialize the value of mp> >struct> hashMap* mp> >= (>struct> hashMap*)>malloc>(>sizeof>(>struct> hashMap));> >initializeHashMap(mp);> >insert(mp,>'Yogaholic'>,>'Anjali'>);> >insert(mp,>'pluto14'>,>'Vartika'>);> >insert(mp,>'elite_Programmer'>,>'Manish'>);> >insert(mp,>'GFG'>,>'techcodeview.com'>);> >insert(mp,>'decentBoy'>,>'Mayank'>);> >printf>(>'%s '>, search(mp,>'elite_Programmer'>));> >printf>(>'%s '>, search(mp,>'Yogaholic'>));> >printf>(>'%s '>, search(mp,>'pluto14'>));> >printf>(>'%s '>, search(mp,>'decentBoy'>));> >printf>(>'%s '>, search(mp,>'GFG'>));> >// Key is not inserted> >printf>(>'%s '>, search(mp,>'randomKey'>));> >printf>(>' After deletion : '>);> >// Deletion of key> >delete> (mp,>'decentBoy'>);> >printf>(>'%s '>, search(mp,>'decentBoy'>));> >return> 0;> }> 

>

>

C++




boolean na řetězec

#include> #include> // Linked List node> struct> node {> >// key is string> >char>* key;> >// value is also string> >char>* value;> >struct> node* next;> };> // like constructor> void> setNode(>struct> node* node,>char>* key,>char>* value) {> >node->klíč = klíč;> >node->hodnota = hodnota;> >node->další = NULL;> >return>;> }> struct> hashMap {> >// Current number of elements in hashMap> >// and capacity of hashMap> >int> numOfElements, capacity;> >// hold base address array of linked list> >struct> node** arr;> };> // like constructor> void> initializeHashMap(>struct> hashMap* mp) {> >// Default capacity in this case> >mp->kapacita = 100;> >mp->numOfElements = 0;> >// array of size = 1> >mp->arr = (>struct> node**)>malloc>(>sizeof>(>struct> node*) * mp->kapacita);> >return>;> }> int> hashFunction(>struct> hashMap* mp,>char>* key) {> >int> bucketIndex;> >int> sum = 0, factor = 31;> >for> (>int> i = 0; i <>strlen>(key); i++) {> >// sum = sum + (ascii value of> >// char * (primeNumber ^ x))...> >// where x = 1, 2, 3....n> >sum = ((sum % mp->kapacita) + (((>int>)key[i]) * factor) % mp->kapacita) % mp->kapacita;> >// factor = factor * prime> >// number....(prime> >// number) ^ x> >factor = ((factor % __INT16_MAX__) * (31 % __INT16_MAX__)) % __INT16_MAX__;> >}> >bucketIndex = sum;> >return> bucketIndex;> }> void> insert(>struct> hashMap* mp,>char>* key,>char>* value) {> >// Getting bucket index for the given> >// key - value pair> >int> bucketIndex = hashFunction(mp, key);> >struct> node* newNode = (>struct> node*)>malloc>(> >// Creating a new node> >sizeof>(>struct> node));> >// Setting value of node> >setNode(newNode, key, value);> >// Bucket index is empty....no collision> >if> (mp->arr[bucketIndex] == NULL) {> >mp->arr[bucketIndex] = newNode;> >}> >// Collision> >else> {> >// Adding newNode at the head of> >// linked list which is present> >// at bucket index....insertion at> >// head in linked list> >newNode->next = mp->arr[bucketIndex];> >mp->arr[bucketIndex] = newNode;> >}> >return>;> }> void> deleteKey(>struct> hashMap* mp,>char>* key) {> >// Getting bucket index for the> >// given key> >int> bucketIndex = hashFunction(mp, key);> >struct> node* prevNode = NULL;> >// Points to the head of> >// linked list present at> >// bucket index> >struct> node* currNode = mp->arr[bucketIndex];> >while> (currNode != NULL) {> >// Key is matched at delete this> >// node from linked list> >if> (>strcmp>(key, currNode->klíč) == 0) {> >// Head node> >// deletion> >if> (currNode == mp->arr[bucketIndex]) {> >mp->arr[bucketIndex] = currNode->next;> >}> >// Last node or middle node> >else> {> >prevNode->next = currNode->next;> }> free>(currNode);> break>;> }> prevNode = currNode;> >currNode = currNode->další;> >}> return>;> }> char>* search(>struct> hashMap* mp,>char>* key) {> // Getting the bucket index for the given key> int> bucketIndex = hashFunction(mp, key);> // Head of the linked list present at bucket index> struct> node* bucketHead = mp->arr[bucketIndex];> while> (bucketHead != NULL) {> > >// Key is found in the hashMap> >if> (>strcmp>(bucketHead->klíč, klíč) == 0) {> >return> bucketHead->hodnota;> >}> > >bucketHead = bucketHead->další;> }> // If no key found in the hashMap equal to the given key> char>* errorMssg = (>char>*)>malloc>(>sizeof>(>char>) * 25);> strcpy>(errorMssg,>'Oops! No data found. '>);> return> errorMssg;> }> // Drivers code> int> main()> {> // Initialize the value of mp> struct> hashMap* mp = (>struct> hashMap*)>malloc>(>sizeof>(>struct> hashMap));> initializeHashMap(mp);> insert(mp,>'Yogaholic'>,>'Anjali'>);> insert(mp,>'pluto14'>,>'Vartika'>);> insert(mp,>'elite_Programmer'>,>'Manish'>);> insert(mp,>'GFG'>,>'techcodeview.com'>);> insert(mp,>'decentBoy'>,>'Mayank'>);> printf>(>'%s '>, search(mp,>'elite_Programmer'>));> printf>(>'%s '>, search(mp,>'Yogaholic'>));> printf>(>'%s '>, search(mp,>'pluto14'>));> printf>(>'%s '>, search(mp,>'decentBoy'>));> printf>(>'%s '>, search(mp,>'GFG'>));> // Key is not inserted> printf>(>'%s '>, search(mp,>'randomKey'>));> printf>(>' After deletion : '>);> // Deletion of key> deleteKey(mp,>'decentBoy'>);> // Searching the deleted key> printf>(>'%s '>, search(mp,>'decentBoy'>));> return> 0;> }>

jak vrátit pole java 
>

>

Výstup 

Manish Anjali Vartika Mayank techcodeview.com Oops! No data found. After deletion : Oops! No data found.>

Vysvětlení:

    insertion: Vloží pár klíč–hodnota na začátek propojeného seznamu, který je přítomen v daném indexu segmentu. hashFunction: Poskytuje index segmentu pro daný klíč. Náš hashovací funkce = ASCII hodnota znaku * prvočísloX . Prvočíslo je v našem případě 31 a hodnota x se zvyšuje z 1 na n pro po sobě jdoucí znaky v klíči. deletion: Odstraní pár klíč-hodnota z hašovací tabulky pro daný klíč. Odstraní uzel z propojeného seznamu, který obsahuje pár klíč–hodnota. Hledat: Vyhledání hodnoty daného klíče.
  • Tato implementace nepoužívá koncept rehashingu. Jedná se o pole propojených seznamů s pevnou velikostí.
  • Klíč i hodnota jsou v daném příkladu řetězce.

Časová a prostorová složitost:

Časová složitost operací vkládání a mazání hashovací tabulky je v průměru O(1). Existuje nějaký matematický výpočet, který to dokazuje.

    Časová složitost vkládání: V průměrném případě je konstantní. V nejhorším případě je lineární. Časová složitost vyhledávání: V průměrném případě je konstantní. V nejhorším případě je lineární. Časová složitost mazání: V průměrných případech je konstantní. V nejhorším případě je lineární. Prostorová složitost: O(n), protože má n počet prvků.

Související články:

  • Samostatná technika řetězení při hašování kolizí.