在Java中完美哈希三個字母小寫字符串的最佳方法？

Question

我當前的解決方案使用多維數組，是否存在更簡單的解決方案？ 我想在O（1）時間內訪問散列對象，並希望充分利用內存空間，因此需要完美的散列。

public final class PerfectHash {

private Object[][][] hashtable = new Object[26][26][26];

public void storeObjectAgainst3letterStringKey(Object o, String s){

    int[] coord = stringToCoord(s);
    hashtable[coord[0]][coord[1]][coord[2]] = o;

}

public Object get(String s){
    int[] coord = stringToCoord(s);
    return hashtable[coord[0]][coord[1]][coord[2]];
}

private int[] stringToCoord(String s){
    if (!s.matches("[a-z][a-z][a-z]")){
        throw new IllegalStateException("invalid input, expecting 3 alphabet letters");
    }
    // 1-26
    // 1-26
    // 1-26
    String lowercase = s.toLowerCase();

    // 97-122 integers for lower case ascii
    int[] coord = new int[3];
    for (int i=0;i<lowercase.length();++i){
        int ascii = (int)lowercase.charAt(i);
        int alpha = ascii - 97; // 0-25     
        coord[i] = alpha;
    }
    return coord;
}
}

Answer 1

您甚至不需要先轉換String。 如果您的三個字符是小寫字母，則可以執行此操作。

public static int hashFor(String s) {
    assert s.length() == 3 && isLower(s.charAt(0)) && isLower(s.charAt(1)) && isLower(s.charAt(2));

    return ((s.charAt(0) - 'a') * 26 + s.charAt(1) - 'a') * 26 + s.charAt(2) - 'a';
}

// check a-z not all lowercase letters.
public static boolean isLower(char ch) {
    return ch >= 'a' && ch <= 'z';
}

更優化的版本是

public static int hashFor(String s) {
    return s.charAt(0) * (26 * 26) + s.charAt(1) * 26 + s.charAt(2) - ('a' * (26*26+26+1));
}

只有數字的計算將由編譯器優化。

順便說一句，使用matches（）可能比其他所有方法慢100倍。 ;）

如果已經確定必須使用小寫字母，則無需轉換為小寫字母。

Answer 2

您可以只使用一維數組而不是3維數組。

然后添加一個功能

public Object get(String s){
    int[] coord = stringToCoord(s);
    int hashindex = (coord[0]*26 + coord[1])*26 + coord[2];
    return hashtable[hashindex];
}

此外，查看特里數據結構，它們對於有效的字符串查找很有用。

Answer 3

唯一可能更有效的方法是，將您的字符串直接映射到單個哈希值，並在一維數組中進行查找：

public final class PerfectHash {
  private Object[] hashtable = new Object[26*26*26];
  private int getHash(String s) {
      char a = s.charAt(0) - 'a', b = s.charAt(1) - 'a', c = s.charAt(2) - 'a';
      if(s.length() != 3 || a >= 26 || b >= 26 || c >= 26)
        throw new IllegalStateException("invalid input, expecting 3 alphabet letters");
      return (a*26+b)*26+c;
  }
  public object get(String s) {return hashtable[getHash(s)];}
  public void set(String s, Object o) {hashtable[getHash(s)] = o;}
}