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2024年12月26日发(作者：单片机c语言项目式教程答案)
哈希表数据结构例题
哈希表（HashTables）是一种用于存储数据的结构，它根据键（key）
计算出一个值（value），从而将数据存储到对应的位置上。它是一种
用空间换取时间的算法，通过哈希函数将键值转化为整数，并将其映
射到一个“桶”中，快速定位查找所需的数据，从而大大减少搜索时
间。哈希表也常用于排序、缓存、验证数据的完整性等方面。
哈希表的原理
哈希表的主要原理就是使用一种称为哈希函数（hash function）
的算法来将键值转化为整数，然后将其映射到一个“桶”中，也就是
一个包含要存储的值的有序数组。哈希函数是把任意字符串或其他数
据类型，转换为一个固定长度的整数，也就是所谓的“哈希值”。这
个哈希值可以根据“哈希函数”的设计，映射到0到桶的大小减一之
间的某一个整数。这样，哈希表就可以把原来的数据，通过哈希值转
换为一个范围较小的数，把数据存储到一个有序的桶中，从而大大缩
短搜索时间。
哈希表的实现
哈希表是使用数组和链表实现的。数组存放键值对，链表可以解
决键值重复的情况，其中每个节点存放着该键值对应的值。为了更有
效的利用存储空间，哈希表有时会采取扩容的方式，即把原来的数组
容量翻倍，当存储满的时候就重新分配内存空间，并把原来的数据重
新哈希映射到新的桶中。
哈希表的用途
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哈希表除了作为存储数据的结构，也可以用于排序、缓存、验证
数据的完整性等问题。哈希表常被用来实现快速查找和插入功能，而
且它的查找时间复杂度主要取决于所使用的哈希函数，一般在O(1)
时间内就可以完成查找。哈希表也可以快速统计某一个键出现的次数，
实现计数排序（Counting Sort）等功能。
哈希表的例题
例子1：
设计一个哈希表，能够把一个字符串（String）转换为一个哈希
值，并且能够用这个哈希值搜索相应的字符串。
解题思路：
首先，需要设计一种哈希函数，把一个任意长度的字符串，转换
为一个固定长度的哈希值，这里可以采用把字符串中每个字符的
ASCII码值相加，再除以字符串长度，取余数的方法。另外，需要设
计一个哈希表，存储字符串和哈希值的对应关系。
最后，编写搜索算法，接受字符串作为输入，先计算出对应的哈
希值，再搜索哈希表中对应的字符串，从而输出搜索结果。
例子2：
设计一个哈希表，能够根据提供的关键字，快速搜索出该关键字
在一个文件中出现的次数。
解题思路：
首先，需要编写一个程序，把要搜索的文件中每个关键字转换为
一个哈希值，以及该关键字出现的次数。然后，设计一个哈希表，存
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储每个哈希值和关键字出现次数的对应关系。
最后，编写搜索算法，接受关键字作为输入，根据输入的关键字
计算出对应的哈希值，搜索哈希表中的对应记录，从而输出该关键字
在文件中出现的次数。
结论：
哈希表是一种用于存储数据的结构，它采用空间换时间的策略，
通过哈希函数将键值转化为整数，并将其映射到一个“桶”中，从而
大大减少搜索时间。哈希表不仅能够存储数据，还常用于排序、缓存、
验证数据的完整性等方面。哈希表的实现有数组、链表等，设计哈希
表时，主要需要考虑的是哈希函数的设计和空间的优化。
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