散列表中整数密钥的平方探测法散列算法

2024-02-09 21:56:03

对于计算机科学家和程序员来说，在杂乱无章的数据中查找特定的值是一项至关重要的任务。散列表是一种高效的数据结构，专门用于解决这一挑战，它通过使用散列函数将键映射到数组中的唯一位置来实现快速查找。

平方探测法散列是一种特定的散列表实现，当遇到冲突时（即多个键映射到相同的数组位置），它使用平方探测法来查找下一个可用位置。这种方法以其简单性和在大多数情况下良好的性能而闻名。

算法流程

平方探测法散列算法遵循以下步骤：

计算键的散列值（数组索引）。
如果该位置可用，则将键插入该位置。
如果该位置已被占用，则向右平方步长移动，直到找到一个可用位置。
将键插入找到的可用位置。

C++ 代码示例

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

class HashTable {
private:
  vector<int> table;
  int size;
  int num_keys;

public:
  HashTable(int size) {
    this->size = size;
    table.resize(size, -1);
    num_keys = 0;
  }

  int hash(int key) {
    return key % size;
  }

  void insert(int key) {
    int index = hash(key);

    for (int i = 0; i < size; i++) {
      int probe_index = (index + i * i) % size;
      if (table[probe_index] == -1) {
        table[probe_index] = key;
        num_keys++;
        break;
      }
    }
  }

  int search(int key) {
    int index = hash(key);

    for (int i = 0; i < size; i++) {
      int probe_index = (index + i * i) % size;
      if (table[probe_index] == key) {
        return probe_index;
      } else if (table[probe_index] == -1) {
        return -1;
      }
    }

    return -1;
  }

  void print() {
    for (int i = 0; i < size; i++) {
      if (table[i] != -1) {
        cout << table[i] << " ";
      } else {
        cout << "- ";
      }
    }
    cout << endl;
  }
};

int main() {
  HashTable ht(10);
  ht.insert(10);
  ht.insert(20);
  ht.insert(30);
  ht.insert(40);
  ht.insert(50);
  ht.insert(60);
  ht.insert(70);

  ht.print();

  cout << "Searching for 40: " << ht.search(40) << endl;
  cout << "Searching for 70: " << ht.search(70) << endl;
  cout << "Searching for 80: " << ht.search(80) << endl;

  return 0;
}