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        哈希函數(shù)構造方法研究

        2014-04-29 00:00:00杜志林
        計算機光盤軟件與應用 2014年5期

        摘 要:在利用計算機對大量散列信息進行處理時,人們發(fā)現(xiàn)通過構造哈希函數(shù)對信息進行存儲和查詢是一種行之有效的方法。但是,人們在處理這類問題的過程中發(fā)現(xiàn)該函數(shù)還存在著一個主要的問題,就是在由關鍵字到地址的映射時發(fā)生了“沖突”,即出現(xiàn)了多個關鍵字對應一個地址,與我們想要得到的一個關鍵字只對應一個地址的設想出現(xiàn)了偏差。盡管在這方面有許多專家學者從事過研究,但依然未能很好的解決這種“沖突”。因此,為了更好地解決該問題,應盡量選擇一種更合理的構造哈希函數(shù)的方法來解決這種“沖突”,達到評價哈希函數(shù)所要滿足的好壞標準“使函數(shù)值盡可能均勻的分布到散列地址空間中,減少沖突發(fā)生的次數(shù)”的要求,實現(xiàn)對信息的高效存儲或查找。本文正是基于這一目的,對前人的算法進行分析比較、給出實例驗證。在前人算法的基礎上做了一些改進,減少了沖突發(fā)生的次數(shù)。

        關鍵詞:散列;哈希函數(shù);沖突

        則此時散列函數(shù)呈波動的狀態(tài),存儲的關鍵字地址也就相應地呈現(xiàn)波動的狀態(tài);如果增量di 取偽隨機數(shù)序列,則此時的關鍵字的存儲位置隨該增量的隨機變化而變化。找到相應的關鍵字后,就可以發(fā)現(xiàn)所需要的信息了。若查找完畢沒有發(fā)現(xiàn)所要查找的關鍵字,則說明所要查找的信息根本就不存在。

        再哈希法算法思想:先考察哈希函數(shù)的構造方法,針對不同的方法,然后在查找的過程中采用與之相類似的不同再哈希函數(shù)一直哈希到不再產(chǎn)生沖突時為止,這樣便完成了一次查找。依此類推,直到查找出所有需要的關鍵字,找出對應的信息,查找成功;或是查找完畢,找不到所需要的信息,查找失敗。

        鏈地址法算法思想:先構造一定長的靜態(tài)地址表(可以為數(shù)組),然后結合所選用的哈希函數(shù)找出關鍵字對應的地址。如發(fā)現(xiàn)在關鍵字到地址的映射過程中出現(xiàn)了同義詞沖突,則按照關鍵字遞增順序將其構成一單鏈表,鏈接到發(fā)生沖突時的那個地址上即可。接下來就可以順著鏈表往下查找,直到找出我們所需要的信息,查找成功;或是查找完畢,找不到所需要的信息,查找失敗。

        當然哈希函數(shù)的查找算法遠不只以上幾種,但這幾種是比較常見的,下面將結合一個實際的例子來比較說明哈希函數(shù)的這幾種構造方法的查找效率。

        2 實例分析

        從對查找的結果分析中可得出哈希函數(shù)構造方法的查找效率,如表1所示。

        表1 哈希函數(shù)構造方法查找效率比較

        從以上三個關鍵字查找的運行結果圖及表1可以看出:直接定址法效率最高,平方取中法效率相對較高,其它四種方法:數(shù)字分析法、折疊法、除留余數(shù)法和隨機數(shù)法的效率較低,其中除留余數(shù)法又是這四個中相對較高的。由此可以證明對比分析總結的正確性了。

        4 結束語

        本文描述了構造哈希函數(shù)常用六種基本方法的算法思想,同時也選擇性地描述了三個相關處理沖突的沖突函數(shù)的算法思想,通過對算法的一些改進用一個簡單的實例來比較分析了各構造函數(shù)的查找效率。得出的結論是直接定址法查找效率最高,平方取中法相對較高,其它四種方法:數(shù)字分析法、折疊法、除留余數(shù)法和隨機數(shù)法的效率較低,其中除留余數(shù)法又是這四法中相對較高的,并且改進后的算法進一步提高了查找效率,減少了沖突的次數(shù)。

        參考文獻:

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        作者簡介:杜志林(1983-),男,理學學士,助理工程師,主要研究方向:計算機科學與技術、計算機應用和多媒體技術。

        作者單位:北京師范大學珠海分校教務處,廣州珠海 519085

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