c#哈希算法的实现方法及思路

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发布时间:2025-02-11 19:45

哈希算法在C#中的实现主要是为了快速查找和存储数据,它通过将键(Key)转化为数组索引来实现。在给定的描述中,我们看到一个简单的哈希表类`MyHash`的实现,该类允许用户通过字符串键来存取对象。下面我们将详细讨论这个实现方法。 哈希表的核心在于它能够将任意键映射到一个数组的索引,使得查找和插入操作的时间复杂度接近O(1)。在这个例子中,`MyHash`类包含了一个`List<List<Tuple<string, object>>> lstArray`,这是一个二维列表,用于存储键值对。第一维列表的大小是固定的,默认为`defaultSize`,这通常设置为一个质数,以减少哈希冲突的可能性。第二维列表`List<Tuple<string, object>>`用于处理哈希冲突,因为不同的键可能会被映射到相同的索引。 哈希函数`MapString2Int`负责将字符串键转化为数组的索引。这个函数简单地将字符串的每个字符转换为整数并累加,然后取模得到的结果就是数组的索引。取模操作确保了结果始终在数组容量范围内。这种方法虽然简单,但可能产生较多的哈希冲突,特别是在键包含相同字符时。 当出现哈希冲突时,`MyHash`类采用了链地址法来解决。即将冲突的键值对存储在同一个索引对应的链表中。在这里,链表由`List<Tuple<string, object>>`实现,每个元素都是一个包含字符串键和存储对象的元组。 以下是`MyHash`类的完整实现: ```csharp class MyHash { private const int defaultSize = 99999; private List<List<Tuple<string, object>>> lstArray = new List<List<Tuple<string, object>>>(defaultSize); public MyHash() { int i = lstArray.Capacity; while (i >= 0) { lstArray.Add(new List<Tuple<string, object>>()); i--; } } public object this[string key] { get { int index = MapString2Int(key); return lstArray[index].FindLast(t => t.Item1 == key)?.Item2; } set { int index = MapString2Int(key); lstArray[index].Add(new Tuple<string, object>(key, value)); } } private int MapString2Int(string key) { int hashIndex = 0; char[] keyAry = key.ToCharArray(); foreach (var c in keyAry) hashIndex += (int)c; hashIndex = hashIndex % lstArray.Capacity; return hashIndex; } } ``` 在上述代码中,`this[string key]`是属性访问器,实现了添加和获取键值对的功能。`get`方法用于根据键获取值,通过哈希函数找到对应的索引,然后在链表中查找最后添加的匹配键的元组。`set`方法用于设置或添加键值对,它首先计算索引,然后将新键值对添加到对应索引的链表末尾。 这个C#实现的哈希算法虽然简单,但它清楚地展示了哈希表的基本工作原理:哈希函数、哈希冲突的处理以及如何通过键进行数据存取。实际应用中,哈希表的实现会更复杂,通常使用优化的哈希函数以降低冲突率,并可能采用开放寻址法或其他解决冲突的方法。

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