C#實(shí)現(xiàn)哈希表的底層原理

C#中的哈希表是通過(guò)System.Collections.Hashtable類(lèi)實(shí)現(xiàn)的

1. 數(shù)組：哈希表的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)是一個(gè)數(shù)組，用于存儲(chǔ)鍵值對(duì)。數(shù)組的每個(gè)元素稱(chēng)為“桶”（bucket），用于存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)鍵值對(duì)。

2. 哈希函數(shù)：哈希表使用一個(gè)哈希函數(shù)將鍵轉(zhuǎn)換為數(shù)組的索引。哈希函數(shù)接收一個(gè)鍵作為輸入，然后返回一個(gè)整數(shù)，該整數(shù)用作數(shù)組的索引。理想情況下，哈希函數(shù)應(yīng)該將不同的鍵映射到不同的索引，以減少?zèng)_突。

3. 沖突解決：由于哈希函數(shù)可能將不同的鍵映射到相同的索引，因此需要一種方法來(lái)解決這些沖突。常見(jiàn)的沖突解決方法有鏈地址法（Chaining）和開(kāi)放地址法（Open Addressing）。

   • 鏈地址法：在每個(gè)桶中存儲(chǔ)一個(gè)鏈表，當(dāng)發(fā)生沖突時(shí)，將新的鍵值對(duì)添加到鏈表中。查找、插入和刪除操作需要在鏈表中進(jìn)行。

   • 開(kāi)放地址法：當(dāng)發(fā)生沖突時(shí)，使用某種探測(cè)方法（如線(xiàn)性探測(cè)、二次探測(cè)或雙散列）在數(shù)組中尋找下一個(gè)可用的桶。查找、插入和刪除操作需要在數(shù)組中進(jìn)行。

4. 負(fù)載因子：負(fù)載因子是哈希表中已占用的桶數(shù)與總桶數(shù)之比。當(dāng)負(fù)載因子達(dá)到一定閾值時(shí)，哈希表會(huì)自動(dòng)擴(kuò)容，以保持性能。

5. 擴(kuò)容：當(dāng)哈希表的負(fù)載因子達(dá)到閾值時(shí)，哈希表會(huì)創(chuàng)建一個(gè)更大的數(shù)組，并將所有鍵值對(duì)重新插入新數(shù)組。這樣可以減少?zèng)_突，提高性能。

C#的Hashtable類(lèi)使用了鏈地址法和擴(kuò)容機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)哈希表。你可以在System.Collections.Hashtable的源代碼中查看具體實(shí)現(xiàn)。