深入浅出哈希表：从原理到C语言实现

见解分享

2023-11-10 16:18:10

哈希表：加速数据访问的秘密武器

在信息爆炸的时代，快速有效地存储和检索数据至关重要。哈希表应运而生，它是一种强大的数据结构，可以极大地简化这些任务。

哈希表：图书馆中的数据天堂

想象一个图书馆，里面有数百万本书。为了方便读者，这些书被分类并放置在不同的书架上。当您需要查找特定主题的书时，您不必逐个书架搜索。相反，您可以直接前往相应书架，节省大量时间。

哈希表遵循同样的原则。它将数据存储在称为 "桶" 的不同容器中，每个桶对应一个特定的 "键"。当您需要查找或插入数据时，哈希表使用一个散列函数将键转换为桶的地址，从而直接访问相应的数据。

散列函数：哈希表的密钥

散列函数是哈希表的核心，它负责将键映射到桶地址。选择一个好的散列函数至关重要，它可以确保键均匀分布在不同桶中，避免冲突。常见的散列函数包括取模法和除留余数法。

C 语言实现：探索哈希表的世界

在 C 语言中，我们可以使用数组来模拟哈希表。数组的每个元素对应一个桶，通过散列函数将键映射到数组索引。以下是如何在 C 语言中实现一个简单的哈希表：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define TABLE_SIZE 100

typedef struct node {
    int key;
    char *value;
    struct node *next;
} node_t;

node_t *hash_table[TABLE_SIZE];

int hash_function(int key) {
    return key % TABLE_SIZE;
}

void insert(int key, char *value) {
    int index = hash_function(key);
    node_t *new_node = malloc(sizeof(node_t));
    new_node->key = key;
    new_node->value = value;
    new_node->next = NULL;

    if (hash_table[index] == NULL) {
        hash_table[index] = new_node;
    } else {
        node_t *current_node = hash_table[index];
        while (current_node->next != NULL) {
            current_node = current_node->next;
        }
        current_node->next = new_node;
    }
}

char *find(int key) {
    int index = hash_function(key);
    node_t *current_node = hash_table[index];

    while (current_node != NULL) {
        if (current_node->key == key) {
            return current_node->value;
        }
        current_node = current_node->next;
    }

    return NULL;
}

int main() {
    insert(1, "John");
    insert(2, "Mary");
    insert(3, "Bob");

    printf("%s\n", find(1)); // John
    printf("%s\n", find(2)); // Mary
    printf("%s\n", find(3)); // Bob

    return 0;
}