哈希表：高效数据结构与C++实现

"哈希表（Hash Table）是一种高效的数据结构，通过哈希函数将键映射到存储桶，提供快速的查找、插入和删除操作。C++ 中可使用unordered_map来实现哈希表功能。" 哈希表，也称为散列表，是计算机科学中一种常用的数据结构，它的核心思想是利用哈希函数将键（key）转换成存储桶（buckets）的索引，从而实现快速访问。这种数据结构特别适用于需要快速查找、插入和删除键值对的情况，因为这些操作的时间复杂度通常为O(1)，即常数时间。 在给定的示例中，哈希表的实现使用了`vector`和`list`。`vector`作为一个数组，代表存储桶，每个桶内部使用`list`来存储键值对，这是因为哈希冲突时，多个键可能会映射到同一个桶，此时需要通过链表来处理冲突。哈希函数`hash(int key)`使用取模运算（`key % HASH_TABLE_SIZE`）来确定键在桶中的位置，这是最简单的哈希函数之一，但可能导致哈希冲突。 哈希表的类`HashTable`包含以下主要成员： 1. `vector<list<KeyValuePair>> table`：这是哈希表的主体，每个`vector`元素代表一个存储桶，`list<KeyValuePair>`则存储键值对。 2. `KeyValuePair`结构体：定义了一个键值对，包含一个整型的键`key`和一个整型的值`value`。 类`HashTable`提供了以下方法： - 构造函数：初始化哈希表，设置存储桶的数量。 - `insert(int key, int value)`：插入一个键值对。首先计算键的哈希值，然后遍历对应桶的链表，如果找到相同的键，则更新其值；若键不存在，将新键值对添加到链表末尾。 - `get(int key)`：查找键对应的值。同样先计算哈希值，遍历链表，找到匹配的键后返回对应的值，如果键不存在，返回-1。 - `remove(int key)`：删除键值对。计算键的哈希值，遍历链表，找到匹配的键后将其从链表中移除。此实现中未考虑键不存在的情况。 哈希表的性能主要取决于哈希函数的质量，一个好的哈希函数应尽可能地减少冲突，使得键均匀分布到各个存储桶中。实际应用中，可能会使用更复杂的冲突解决策略，如开放寻址法或双重散列等。 哈希表是一种强大的工具，广泛应用于数据库、缓存、编译器符号表等领域。了解并掌握哈希表的原理和实现对于提高程序性能至关重要。