algorithm/hello-algo
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180
docs/chapter_hashing/hash_collision.md
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@ -1863,129 +1863,113 @@ comments: true
capacity int // 哈希表容量
loadThres float64 // 触发扩容的负载因子阈值
extendRatio int // 扩容倍数
buckets []pair // 桶数组
removed pair // 删除标记
buckets []*pair // 桶数组
TOMBSTONE *pair // 删除标记
}
/* 构造方法 */
func newHashMapOpenAddressing() *hashMapOpenAddressing {
buckets := make([]pair, 4)
return &hashMapOpenAddressing{
size: 0,
capacity: 4,
loadThres: 2.0 / 3.0,
extendRatio: 2,
buckets: buckets,
removed: pair{
key: -1,
val: "-1",
},
buckets: make([]*pair, 4),
TOMBSTONE: &pair{-1, "-1"},
}
}
/* 哈希函数 */
func (m *hashMapOpenAddressing) hashFunc(key int) int {
return key % m.capacity
func (h *hashMapOpenAddressing) hashFunc(key int) int {
return key % h.capacity // 根据键计算哈希值
}
/* 负载因子 */
func (m *hashMapOpenAddressing) loadFactor() float64 {
return float64(m.size) / float64(m.capacity)
func (h *hashMapOpenAddressing) loadFactor() float64 {
return float64(h.size) / float64(h.capacity) // 计算当前负载因子
}
/* 搜索 key 对应的桶索引 */
func (h *hashMapOpenAddressing) findBucket(key int) int {
index := h.hashFunc(key) // 获取初始索引
firstTombstone := -1 // 记录遇到的第一个TOMBSTONE的位置
for h.buckets[index] != nil {
if h.buckets[index].key == key {
if firstTombstone != -1 {
// 若之前遇到了删除标记，则将键值对移动至该索引处
h.buckets[firstTombstone] = h.buckets[index]
h.buckets[index] = h.TOMBSTONE
return firstTombstone // 返回移动后的桶索引
}
return index // 返回找到的索引
}
if firstTombstone == -1 && h.buckets[index] == h.TOMBSTONE {
firstTombstone = index // 记录遇到的首个删除标记的位置
}
index = (index + 1) % h.capacity // 线性探测，越过尾部则返回头部
}
// 若 key 不存在，则返回添加点的索引
if firstTombstone != -1 {
return firstTombstone
}
return index
}
/* 查询操作 */
func (m *hashMapOpenAddressing) get(key int) string {
idx := m.hashFunc(key)
// 线性探测，从 index 开始向后遍历
for i := 0; i < m.capacity; i++ {
// 计算桶索引，越过尾部则返回头部
j := (idx + i) % m.capacity
// 若遇到空桶，说明无此 key ，则返回 null
if m.buckets[j] == (pair{}) {
return ""
}
// 若遇到指定 key ，则返回对应 val
if m.buckets[j].key == key && m.buckets[j] != m.removed {
return m.buckets[j].val
}
func (h *hashMapOpenAddressing) get(key int) string {
index := h.findBucket(key) // 搜索 key 对应的桶索引
if h.buckets[index] != nil && h.buckets[index] != h.TOMBSTONE {
return h.buckets[index].val // 若找到键值对，则返回对应 val
}
// 若未找到 key ，则返回空字符串
return ""
return "" // 若键值对不存在，则返回 ""
}
/* 添加操作 */
func (m *hashMapOpenAddressing) put(key int, val string) {
// 当负载因子超过阈值时，执行扩容
if m.loadFactor() > m.loadThres {
m.extend()
func (h *hashMapOpenAddressing) put(key int, val string) {
if h.loadFactor() > h.loadThres {
h.extend() // 当负载因子超过阈值时，执行扩容
}
idx := m.hashFunc(key)
// 线性探测，从 index 开始向后遍历
for i := 0; i < m.capacity; i++ {
// 计算桶索引，越过尾部则返回头部
j := (idx + i) % m.capacity
// 若遇到空桶、或带有删除标记的桶，则将键值对放入该桶
if m.buckets[j] == (pair{}) || m.buckets[j] == m.removed {
m.buckets[j] = pair{
key: key,
val: val,
}
m.size += 1
return
}
// 若遇到指定 key ，则更新对应 val
if m.buckets[j].key == key {
m.buckets[j].val = val
return
}
index := h.findBucket(key) // 搜索 key 对应的桶索引
if h.buckets[index] == nil || h.buckets[index] == h.TOMBSTONE {
h.buckets[index] = &pair{key, val} // 若键值对不存在，则添加该键值对
h.size++
} else {
h.buckets[index].val = val // 若找到键值对，则覆盖 val
}
}
/* 删除操作 */
func (m *hashMapOpenAddressing) remove(key int) {
idx := m.hashFunc(key)
// 遍历桶，从中删除键值对
// 线性探测，从 index 开始向后遍历
for i := 0; i < m.capacity; i++ {
// 计算桶索引，越过尾部则返回头部
j := (idx + i) % m.capacity
// 若遇到空桶，说明无此 key ，则直接返回
if m.buckets[j] == (pair{}) {
return
}
// 若遇到指定 key ，则标记删除并返回
if m.buckets[j].key == key {
m.buckets[j] = m.removed
m.size -= 1
}
func (h *hashMapOpenAddressing) remove(key int) {
index := h.findBucket(key) // 搜索 key 对应的桶索引
if h.buckets[index] != nil && h.buckets[index] != h.TOMBSTONE {
h.buckets[index] = h.TOMBSTONE // 若找到键值对，则用删除标记覆盖它
h.size--
}
}
/* 扩容哈希表 */
func (m *hashMapOpenAddressing) extend() {
// 暂存原哈希表
tmpBuckets := make([]pair, len(m.buckets))
copy(tmpBuckets, m.buckets)
// 初始化扩容后的新哈希表
m.capacity *= m.extendRatio
m.buckets = make([]pair, m.capacity)
m.size = 0
func (h *hashMapOpenAddressing) extend() {
oldBuckets := h.buckets // 暂存原哈希表
h.capacity *= h.extendRatio // 更新容量
h.buckets = make([]*pair, h.capacity) // 初始化扩容后的新哈希表
h.size = 0 // 重置大小
// 将键值对从原哈希表搬运至新哈希表
for _, p := range tmpBuckets {
if p != (pair{}) && p != m.removed {
m.put(p.key, p.val)
for _, pair := range oldBuckets {
if pair != nil && pair != h.TOMBSTONE {
h.put(pair.key, pair.val)
}
}
}
/* 打印哈希表 */
func (m *hashMapOpenAddressing) print() {
for _, p := range m.buckets {
if p != (pair{}) {
fmt.Println(strconv.Itoa(p.key) + " -> " + p.val)
} else {
func (h *hashMapOpenAddressing) print() {
for _, pair := range h.buckets {
if pair == nil {
fmt.Println("nil")
} else if pair == h.TOMBSTONE {
fmt.Println("TOMBSTONE")
} else {
fmt.Printf("%d -> %s\n", pair.key, pair.val)
}
}
}
@ -2540,15 +2524,14 @@ comments: true
```rust title="hash_map_open_addressing.rs"
/* 开放寻址哈希表 */
struct HashMapOpenAddressing {
size: usize, // 键值对数量
capacity: usize, // 哈希表容量
load_thres: f64, // 触发扩容的负载因子阈值
extend_ratio: usize, // 扩容倍数
buckets: Vec<Option<Pair>>, // 桶数组
TOMBSTONE: Option<Pair>, // 删除标记
size: usize, // 键值对数量
capacity: usize, // 哈希表容量
load_thres: f64, // 触发扩容的负载因子阈值
extend_ratio: usize, // 扩容倍数
buckets: Vec<Option<Pair>>, // 桶数组
TOMBSTONE: Option<Pair>, // 删除标记
}
impl HashMapOpenAddressing {
/* 构造方法 */
fn new() -> Self {
@ -2558,7 +2541,10 @@ comments: true
load_thres: 2.0 / 3.0,
extend_ratio: 2,
buckets: vec![None; 4],
TOMBSTONE: Some(Pair {key: -1, val: "-1".to_string()}),
TOMBSTONE: Some(Pair {
key: -1,
val: "-1".to_string(),
}),
}
}
@ -2584,9 +2570,9 @@ comments: true
if first_tombstone != -1 {
self.buckets[first_tombstone as usize] = self.buckets[index].take();
self.buckets[index] = self.TOMBSTONE.clone();
return first_tombstone as usize; // 返回移动后的桶索引
return first_tombstone as usize; // 返回移动后的桶索引
}
return index; // 返回桶索引
return index; // 返回桶索引
}
// 记录遇到的首个删除标记
if first_tombstone == -1 && self.buckets[index] == self.TOMBSTONE {
@ -2596,7 +2582,11 @@ comments: true
index = (index + 1) % self.capacity;
}
// 若 key 不存在，则返回添加点的索引
if first_tombstone == -1 { index } else { first_tombstone as usize }
if first_tombstone == -1 {
index
} else {
first_tombstone as usize
}
}
/* 查询操作 */