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上次大致分析了一下哈希表的鏈地址法的實現(xiàn)，今天來分析一下另一種解決哈希沖突的做法，即為每個Hash值，建立一個Hash桶(Bucket)，桶的容量是固定的，也就是只能處理固定次數(shù)的沖突，如1048576個Hash桶，每個桶中有4個表項(Entry)，總計4M個表項。其實這兩種的實現(xiàn)思路雷同，就是對Hash表中每個Hash值建立一個沖突表，即將沖突的幾個記錄以表的形式存儲在其中；
廢話不多說，上代碼和圖示基本能說明清楚：
完整的代碼，請看：這里，一位圣安德魯斯大學的講師：KRISTENSSON博客
這里截取幾個主要的片段：
主要的數(shù)據(jù)結構：
struct Pair {
char *key;
char *value;
};
struct Bucket {
unsigned int count;
Pair *pairs;
};
struct StrMap {
unsigned int count;
Bucket *buckets;
};
主要的函數(shù)：
put：
 int sm_put(StrMap *map, const char *key, const char *value)
{
unsigned int key_len, value_len, index;
Bucket *bucket;
Pair *tmp_pairs, *pair;
char *tmp_value;
char *new_key, *new_value;
if (map == NULL) {
return 0;
}
if (key == NULL || value == NULL) {
return 0;
}
key_len = strlen(key);
value_len = strlen(value);
/* Get a pointer to the bucket the key string hashes to */
index = hash(key) % map->count;
bucket = &(map->buckets[index]);
/* Check if we can handle insertion by simply replacing
* an existing value in a key-value pair in the bucket.
*/
if ((pair = get_pair(bucket, key)) != NULL) {
/* The bucket contains a pair that matches the provided key,
* change the value for that pair to the new value.
*/
if (strlen(pair->value) < value_len) {
/* If the new value is larger than the old value, re-allocate
* space for the new larger value.
*/
tmp_value = realloc(pair->value, (value_len + 1) * sizeof(char));
if (tmp_value == NULL) {
return 0;
}
pair->value = tmp_value;
}
/* Copy the new value into the pair that matches the key */
strcpy(pair->value, value);
return 1;
}
/* Allocate space for a new key and value */
new_key = malloc((key_len + 1) * sizeof(char));
if (new_key == NULL) {
return 0;
}
new_value = malloc((value_len + 1) * sizeof(char));
if (new_value == NULL) {
free(new_key);
return 0;
}
/* Create a key-value pair */
if (bucket->count == 0) {
/* The bucket is empty, lazily allocate space for a single
* key-value pair.
*/
bucket->pairs = malloc(sizeof(Pair));
if (bucket->pairs == NULL) {
free(new_key);
free(new_value);
return 0;
}
bucket->count = 1;
}
else {
/* The bucket wasn't empty but no pair existed that matches the provided
* key, so create a new key-value pair.
*/
tmp_pairs = realloc(bucket->pairs, (bucket->count + 1) * sizeof(Pair));
if (tmp_pairs == NULL) {
free(new_key);
free(new_value);
return 0;
}
bucket->pairs = tmp_pairs;
bucket->count++;
}
/* Get the last pair in the chain for the bucket */
pair = &(bucket->pairs[bucket->count - 1]);
pair->key = new_key;
pair->value = new_value;
/* Copy the key and its value into the key-value pair */
strcpy(pair->key, key);
strcpy(pair->value, value);
return 1;
}
get：
int sm_get(const StrMap *map, const char *key, char *out_buf, unsigned int n_out_buf)
{
unsigned int index;
Bucket *bucket;
Pair *pair;
if (map == NULL) {
return 0;
}
if (key == NULL) {
return 0;
}
index = hash(key) % map->count;
bucket = &(map->buckets[index]);
pair = get_pair(bucket, key);
if (pair == NULL) {
return 0;
}
if (out_buf == NULL && n_out_buf == 0) {
return strlen(pair->value) + 1;
}
if (out_buf == NULL) {
return 0;
}
if (strlen(pair->value) >= n_out_buf) {
return 0;
}
strcpy(out_buf, pair->value);
return 1;
}
哈希函數(shù)：
/*
* Returns a hash code for the provided string.
*/
static unsigned long hash(const char *str)
{
unsigned long hash = 5381;
int c;
while (c = *str++) {
hash = ((hash << 5) + hash) + c;
}
return hash;
}
大致的思路是這樣的：
首先哈希桶的個數(shù)是固定的，有用戶構建的時候輸入，一旦構建，個數(shù)就已經(jīng)固定；查找的時候首先將key值通過哈希函數(shù)獲取哈希值，根據(jù)哈希值獲取到對應的哈希桶，然后遍歷哈希桶內的pairs數(shù)組獲??；
這兩種實現(xiàn)方法看似比較類似，但也有差異：
基于哈希桶的情況下，由于Hash桶容量的限制，所以，有可能發(fā)生Hash表填不滿的情況，也就是，雖然Hash表里面還有空位，但是新建的表項由于沖突過多，而不能裝入Hash表中。不過，這樣的實現(xiàn)也有其好處，就是查表的最大開銷是可以確定的，因為最多處理的沖突數(shù)是確定的，所以算法的時間復雜度為O(1)+O(m)，其中m為Hash桶容量。
而另一種通過鏈表的實現(xiàn)，由于Hash桶的容量是無限的，因此，只要沒有超出Hash表的最大容量，就能夠容納新建的表項。但是，一旦發(fā)生了Hash沖突嚴重的情況，就會造成Hash桶的鏈表過長，大大降低查找效率。在最壞的情況下，時間復雜度退化為O(n)，其中n為Hash表的總容量。當然，這種情況的概率小之又小，幾乎是可以忽略的。
后面我們再看看一些優(yōu)秀的開源項目中是如何實現(xiàn)的；
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