哈希函数的概念及结构解析

Hash，一般翻译做散列、杂凑，或音译为哈希，是把任意长度的输入（又叫做预映射pre-image）通过散列算法变换成固定长度的输出，该输出就是散列值。

今天我们就一起来探索一下，哈希最底层的奥秘。

1. 哈希概念

构造一种储存结构，通过某种函数，使得其元素的储存位置与他的关键码之间能够建立一一映射关系，那么在查找时通过该函数很快找到相应元素。

简言之，就是设定某一固定函数（hashFunc），通过此函数来使插入元素的值与元素位置相对应，往后我们需要查找此元素时就可以通过此函数（hashFunc）找到该值。

2. 哈希函数

散列函数（英语：Hash function）又称散列算法、哈希函数，是一种从任何一种数据中创建小的数字“指纹”的方法。散列函数把消息或数据压缩成摘要，使得数据量变小，将数据的格式固定下来。

该函数将数据打乱混合，重新创建一个叫做散列值（hash values，hash codes，hash sums，或hashes）的指纹。散列值通常用一个短的随机字母和数字组成的字符串来代表。

哈希函数使得计算出来的地址均匀分布在整个空间。

3. 插入及搜索元素

根据待插入元素的关键码，根据哈希函数计算出其存储位置。

我们用除留余数法的哈希函数进行介绍：

例： 现有 1 ，3，4，5，6，9几个数进行储存，将n%10求模运算的结果作为哈希地址进行元素插入。

若想查找某一元素时，则只需要对查找元素进行哈希函数运算，得到其存放地址，就能找到该元素。

4. 哈希冲突

当出现插入一个元素，其根据哈希函数计算出的地址，已经被其他元素占用的情况称为哈希冲突。

如：

为了能更好的识别当前位置是否被占用，我们需要对每个位置进行标记

enum state{EMPTY，FULL，DELETE};

注意：如果我们要删除某一元素时，不能将其直接删除，如果直接删除，会对当前结构产生影响，导致其他元素的搜索出错，所以当我们要删除一个元素时，需要将其标记为删除，而非空。

5. 开散列

开散列又称链地址法，首先对关键码集合用哈希函数计算哈希地址，当具有相同地址的关键码时，将所有同一地址的元素，通过单链表的形式链接起来，而各链表的头结点存储在哈希表中。