C++如何实现一个简单的哈希表_C++数据结构与哈希表实现-C++-PHP中文网

C++如何实现一个简单的哈希表_C++数据结构与哈希表实现

穿越時空

发布： 2025-11-10 21:02:03

原创

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答案：文章介绍了用C++实现哈希表的方法，采用分离链表法处理冲突。1. 定义Node结构存储键值对并形成链表；2. HashTable类使用指针数组作为桶，大小为10；3. 哈希函数通过取模运算将键映射到桶索引；4. 插入时遍历链表检查键是否存在，存在则更新值，否则头插新节点；5. 查找操作定位桶后遍历链表匹配键，返回对应值或-1表示未找到；6. 删除操作需处理头节点删除和中间节点删除两种情况，并释放内存；7. 构造函数初始化所有桶为空，析构函数遍历每个链表释放节点。该实现展示了哈希表的核心原理和基本操作。

c++如何实现一个简单的哈希表_c++数据结构与哈希表实现

实现一个简单的哈希表，核心是理解哈希函数、冲突处理以及基本的增删查操作。C++中可以通过数组加链表的方式实现分离链表法（Separate Chaining）来处理哈希冲突，这是一种简单且实用的方法。

哈希表的基本结构

哈希表本质是一个数组，每个数组元素是一个链表头节点，用于存储哈希到同一位置的多个键值对。当发生冲突时，新元素插入到对应链表中。

定义一个简单的键值对结构和链表节点：

struct Node {
    int key;
    int value;
    Node* next;
    Node(int k, int v) : key(k), value(v), next(nullptr) {}
};

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哈希表类包含一个指针数组，大小为桶的数量（bucket count），并提供基础操作接口：

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class HashTable {
private:
    static const int bucketCount = 10;
    Node* buckets[bucketCount];
<pre class='brush:php;toolbar:false;'>int hash(int key) {
    return key % bucketCount;
}

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public: HashTable(); ~HashTable(); void insert(int key, int value); int search(int key); void remove(int key); };

哈希函数与冲突处理

这里使用取模运算作为哈希函数，将键映射到 0 到 bucketCount-1 的范围内。虽然简单，但在键分布均匀时表现尚可。

冲突通过链表解决：每个桶指向一个链表，所有哈希到该桶的元素都挂在这个链表上。

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插入时先计算哈希值，然后在对应链表中查找是否已存在该键。若存在则更新值，否则头插新节点：

void HashTable::insert(int key, int value) {
    int index = hash(key);
    Node* current = buckets[index];
    while (current != nullptr) {
        if (current->key == key) {
            current->value = value;
            return;
        }
        current = current->next;
    }
    Node* newNode = new Node(key, value);
    newNode->next = buckets[index];
    buckets[index] = newNode;
}

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查找与删除操作

查找操作同样先定位桶，再遍历链表匹配键：

int HashTable::search(int key) {
    int index = hash(key);
    Node* current = buckets[index];
    while (current != nullptr) {
        if (current->key == key) {
            return current->value;
        }
        current = current->next;
    }
    return -1; // 表示未找到
}

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删除节点需要特别注意头节点的更新。如果删除的是链表第一个节点，需更新桶指针；否则在遍历中调整前驱节点的 next 指针：

void HashTable::remove(int key) {
    int index = hash(key);
    Node* current = buckets[index];
    Node* prev = nullptr;
    while (current != nullptr) {
        if (current->key == key) {
            if (prev == nullptr) {
                buckets[index] = current->next;
            } else {
                prev->next = current->next;
            }
            delete current;
            return;
        }
        prev = current;
        current = current->next;
    }
}

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构造与析构函数

构造函数初始化所有桶为空指针，析构函数释放所有动态分配的节点：

HashTable::HashTable() {
    for (int i = 0; i < bucketCount; ++i) {
        buckets[i] = nullptr;
    }
}
<p>HashTable::~HashTable() {
for (int i = 0; i < bucketCount; ++i) {
Node<em> current = buckets[i];
while (current != nullptr) {
Node</em> temp = current;
current = current->next;
delete temp;
}
}
}</p>

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基本上就这些。这个哈希表实现了基本的插入、查找和删除功能，使用分离链表处理冲突，适合学习和理解哈希表原理。实际应用中可扩展支持更多类型（通过模板）、自动扩容、更好的哈希函数等。

以上就是C++如何实现一个简单的哈希表_C++数据结构与哈希表实现的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！