2014-11-13 129 views
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我已經看過一兩個線程,但我仍然不認爲它已經完全清理了所以...如何刪除哈希表中的O(1)雙鏈接鏈接?

我一直在尋找哈希表中的鏈接在算法簡介(第11)。他們說,如果一個哈希表的鏈表被雙鏈接,那麼刪除可以在O(1)時間內執行。但我看不出如此如此。

T is a chained hash table. I want to delete element X from it. 
h(X.key) returns the hash of X's key. 
So, to delete X, pass X to the delete routine. 
Then we can find X's slot in the linked list: 
T[ h(X.key) ] = j 
j is actually the pointer to the head of the linked list as > 1 key hashes to j. 
So we still need to now search the linked list at j to find X to delete it, 
regardless of whether or not the list is doubly linked. 
And this search is O(n). So deletion is O(n)??? 

我的觀點是,我們是否還需要搜索鏈接列表中的X? X是我們想要存儲在散列表中的任意對象。它不包含指針。 鏈接列表中包含X的元素將包含指向鏈接列表中下一個元素和前一個元素的指針,但不包含X.

回答

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在這裏深入挖掘之後,我偶然發現了答案。

本書中的隱含假設是鏈接列表中的鏈接是元素X的一部分,而不是單獨的實現鏈接並指向元素的容器節點對象。也就是說,我們希望移除的對象X包含指向鏈表中下一個和前一個元素的指針。作者真的應該明確這一點。

感謝RBarryYoung的答案!

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如果你這樣想,這是有道理的。但在現實生活中,您將對象存儲到哈希表中,而不是包含對象的節點以及指向其前一節點和下一節點的指針。因此,除非您嘗試構建LinkedHashMap(Java),否則不太有用。 – Alex

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散列表上的插入和刪除都是O(1)。鏈接列表必須是正確的這意味着任何操作都可能需要多個操作。 關鍵是,這個鏈接只有在散列函數有衝突時纔會發生。如果碰撞是例行的,刪除將是O(n)。在算法教科書中,插圖說明了這種工作方式可能會顯示相對較少的桶數,但是碰撞次數的平均值爲而不是隨n增長,只有最差的情況。

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我的主要困惑之處在於:如果我將對象X或其關鍵字傳遞給刪除例程,例程仍然需要在鏈接列表中找到X,然後才能刪除它。在最壞的情況下,在這裏找到X是O(n)。在最糟糕的情況下,我可以看到它的刪除是O(1)的唯一方式是,如果X本身包含指向鏈接列表中下一個和上一個對象的指針。 – Boon

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你的理解是正確的。在最壞的情況下從鏈中刪除O(n)。想象一下,你有一個可怕的哈希函數或桶數量太少。在這種情況下,每次刪除都必須搜索鏈接列表。這是O(n),當然。哈希表刪除僅稱爲O(1),因爲最佳情況和平均情況都需要通過鏈表進行_no_遍歷。 – brycem

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散列表操作的成本正在掃描所需密鑰的所選存儲桶的條目。如果密鑰的分佈均勻,則操作的平均成本僅取決於每個桶的平均密鑰數量。換句話說,就負載係數而言。

具有低衝突率和高數量插槽的散列表總是會提供接近O(1)的操作。

即使表格條目數量n比插槽數量高得多,鏈接的散列表仍然有效。它們的性能隨着負載係數的降低更加優雅(線性)。例如,具有1000個插槽和10,000個存儲密鑰(加載因子10)的鏈式哈希表比10,000時隙表(加載因子1)慢五到十倍;但仍然比簡單的順序列表快1000倍。

由此我們說分期付款當假定哈希表有足夠的空間用於負載(AKA的負載因子爲1)時,操作的代價爲O(1)。

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只是爲了澄清,你是否說存儲在散列表中的項目數量中的存儲桶數量是線性的? (這是您在任何一個存儲桶中只能有O(1)個期望項目的唯一方法。) – chepner

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@chepner可能是一個不好的例子,因爲可能的keyspace ==添加的項目數。我會調整它。 – Haney

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爲什麼刪除O(1)在你的情況下?
以下內容援引P258的CLRS第三版:

注意雙鏈HASH-DELETE 作爲輸入的元素x,而不是它的密鑰K,這樣我們就不必首先搜索x 。如果散列表支持刪除,則其鏈接列表應該雙重鏈接 ,以便我們可以快速刪除一個項目。如果列表只是單鏈接的,那麼到 刪除元素x,我們首先必須在列表T中找到xx.x:key /,這樣我們 就可以更新x的前任的下一個屬性。

我們必須提供要刪除的對象的指針。讓對象是X.那麼,從這個X屬於,我們只是做了以下的雙向鏈表中刪除:

X.left.right = X.right
X.right.left = X .left

完成!刪除是恆定的。 上一個下一個指針在X本身,關鍵也是。