HashMap || 哈希碼查找如何保持恆定

Question

在哈希圖中，哈希碼查找如何為常數O(1) ？

我們知道，哈希表在內部會創建一個數組來保存給定鍵值的哈希碼。 通過使用散列函數，hashmap生成散列代碼。 我們還知道，對於查找來說，哈希圖需要花費恆定的時間（假設沒有沖突）。 每當我們請求哈希映射以查找給定鍵的值時，它首先會計算存儲桶位置（即與給定鍵的哈希碼映射的數組的索引）。 然后，它獲取值。 我知道第二部分將花費固定的時間。 但是第一部分呢？ 哈希碼的數組索引查找常量如何？ 特別是當哈希圖具有數百萬個值時？

我的StackOverflow搜索在哈希圖上發現了多個問題，但大多數情況下，它們回答了我問題的第二部分，而不是第一部分。

我發現的鏈接很少：

1. 為什么哈希表查找為O（1）即恆定時間？
2. 哈希表真的可以是O（1）

我還發現了用戶在javarevisited.blogspot上發布的這個問題：

嗨，Javin，您需要澄清我最近一次面試的問題之一。 為了搜索和排序首選哪個Collection數據結構：ArrayList或LinkedList。 我提到ArrayList是實現隨機訪問的檢索操作的選擇，而鏈表則是插入/刪除的更好選擇，因為它保留了節點之前和之后的指針。 我的后續問題，那么您是說使用擁有100萬條記錄的Arraylist來加快檢索速度嗎？ 我說過，如果索引已知，我們可以使用contains（）並獲取值。 但是請在真實的動態情況下（即不知道索引）對此100萬個場景進行說明。 ArrayList會更快嗎？

Answer 1

您似乎對數據結構有誤解。 創建陣列時，該陣列將在內存中保存一個空間。 該空間的大小是數組中元素的數量乘以每個元素的大小 。

因此，包含八個2字節數字的數組將為16字節。

可以說我們想要第四個索引處的數字：我們無需迭代即可查找該數字，因為我們對數據結構的性質有所了解：特別是它的起始位置和每個元素的大小。 在這種情況下，我們知道如果將2個字節乘以3（3 = 4-1：記住我們是零索引的），我們將得到6，而想要的元素的起始位置要比數組的起始位置晚6個字節。

Hashmap通常由這種性質的數組作為后盾。 所需數組元素的起始位置的計算較為復雜，但無需迭代即可完成。 因此它是O(1) 。 在數組位置找到的值是所檢索值在內存中的實際位置。

• 使用提供的鍵來計算后備陣列中位置（存儲值的存儲位置）的功能是恆定時間操作。
• 讀取第一步中計算出的存儲位置是恆定時間操作。
• 讀取存儲在第二步中讀取的位置中的存儲位置是恆定時間操作。

因此，整個操作在恆定時間內進行。

Answer 2

給定索引的數組查找是在恆定時間內完成的。 實際上，這是一個簡單的地址計算（基址+索引*跨度），然后是間接尋址。

Answer 3

當您找到哈希碼時，您也可以找到恆定時間的單元格編號

cellIndex = hash(X) % array.length

所以你完全有const時間