算法-哈希查找

哈希查找 (Hash Search)

像“查字典”一样，不需要从头到尾挨个翻找。而是根据关键字（Key）直接套用一个“公式”（哈希函数），瞬间算出它应该在哪一页（存储地址）。如果算出来的位置刚好是你要找的词，就成功了；如果那个位置被别的词占了（哈希冲突），就按照既定规则往后顺延或者顺着链表找，直到找到为止。

核心代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define TABLE_SIZE 10

// 哈希表节点结构（链地址法）
typedef struct Node {
    int key;
    struct Node *next;
} Node;

// 哈希表结构
typedef struct HashTable {
    Node *buckets[TABLE_SIZE];
} HashTable;

// 初始化哈希表
void initHashTable(HashTable *table) {
    for (int i = 0; i < TABLE_SIZE; i++) {
        table->buckets[i] = NULL;
    }
}

// 插入元素
void insert(HashTable *table, int key) {
    int index = key % TABLE_SIZE; // 使用除留余数法计算哈希地址
    Node *newNode = (Node *)malloc(sizeof(Node));
    newNode->key = key;
    newNode->next = table->buckets[index]; // 头插法
    table->buckets[index] = newNode;
}

// 哈希查找函数
int search(HashTable *table, int key) {
    int index = key % TABLE_SIZE; // 1. 计算哈希地址
    Node *current = table->buckets[index]; // 2. 定位到对应的桶（链表）
    
    // 3. 遍历链表查找目标
    while (current != NULL) {
        if (current->key == key) {
            return 1; // 查找成功
        }
        current = current->next;
    }
    return 0; // 遍历结束未找到，查找失败
}

int main() {
    HashTable table;
    initHashTable(&table);
    
    int keys[] = {12, 22, 34, 44, 55};
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        insert(&table, keys[i]);
    }
    
    int target = 34;
    if (search(&table, target)) {
        printf("成功找到目标值 %d\n", target);
    } else {
        printf("未找到目标值 %d\n", target);
    }
    return 0;
}

示例演示

将 {12, 22, 34, 44, 55} 存入哈希表（哈希函数为 key % 10），然后查找目标值 34。

第 1 步：计算哈希地址
目标：通过公式瞬间定位目标所在的“桶”。
取出目标关键字：34。
套用哈希函数：34 % 10 = 4。
定位：直接访问哈希表下标为 4 的桶（链表）。

第 2 步：处理冲突与遍历查找
目标：在目标桶的链表中确认元素是否存在。
访问下标为 4 的桶，发现里面挂载了两个元素（因为 44 % 10 也等于 4，发生了哈希冲突）。
链表内容为：44 -> 34 -> NULL。
开始遍历链表：第一个节点是 44，44 != 34，继续往下找。
第二个节点是 34，34 == 34，匹配成功！
查找结束：返回查找成功。

复杂度

时间复杂度：平均情况是 \(O(1)\)（理想状态下无冲突，一次定位即可找到）；最坏情况是 \(O(n)\)（所有元素都发生冲突挤在同一条链表里，退化为顺序查找）。
空间复杂度是 \(O(n)\)（需要额外的空间来存储哈希表及链表节点）。
要不要我出几道软考风格的哈希查找代码填空题，帮你巩固一下？