哈希演算法查找
1. 什麼是哈希演算法
就是空間映射函數，例如，全體的長整數的取值作為一個取值空間，映射到全部的位元組整數的取值的空間，這個映射函數就是HASH函數。通常這種映射函數是從一個非常大的取值空間映射到一個非常小的取值空間，由於不是一對一的映射，HASH函數轉換後不可逆，即不可能通過逆操作和HASH值還原出原始的值，受到計算能力限制（注意，不是邏輯上不可能，前面的不可能是邏輯上的）而且也無法還原出所有可能的全部原始值。HASH函數運用在字典表等需要快速查找的數據結構中，他的計算復雜度幾乎是O(1)，不會隨著數據量增加而增加。另外一種用途就是文件簽名，文件內容很多，將文件內容通過HASH函數處理後得到一個HASH值，驗證這個文件是否被修改過，只需要把文件內容用同樣的HASH函數處理後得到HASH值再比對和文件一起傳送的HASH值即可，如不公開HASH演算法，那麼信道是無法篡改文件內容的時候篡改文件HASH值，一般應用的時候，HASH演算法是公開的，這時候會用一個非對稱加密演算法加密一下這個HASH值，這樣即便能夠計算HASH值，但沒有加密密鑰依然無法篡改加密後HASH值。這種演算法用途很廣泛，用在電子簽名中。HASH演算法也可進行破解，這種破解不是傳統意義上的解密，而是按照已有的HASH值構造出能夠計算出相同HASH值的其他原文，從而妨礙原文的不可篡改性的驗證，俗稱找碰撞。這種碰撞對現有的電子簽名危害並不嚴重，主要是要能夠構造出有意義的原文才有價值，否則就是構造了一個完全不可識別的原文罷了，接收系統要麼無法處理報錯，要麼人工處理的時候發現完全不可讀。理論上我們終於找到了在可計算時間內發現碰撞的演算法，推算了HASH演算法的逆操作的時間復雜度大概的范圍。HASH演算法的另外一個很廣泛的用途，就是很多程序員都會使用的在資料庫中保存用戶密碼的演算法，通常不會直接保存用戶密碼（這樣DBA就能看到用戶密碼啦，好危險啊），而是保存密碼的HASH值，驗證的時候，用相同的HASH函數計算用戶輸入的密碼得到計算HASH值然後比對資料庫中存儲的HASH值是否一致，從而完成驗證。由於用戶的密碼的一樣的可能性是很高的，防止DBA猜測用戶密碼，我們還會用一種俗稱「撒鹽」的過程，就是計算密碼的HASH值之前，把密碼和另外一個會比較發散的數據拼接，通常我們會用用戶創建時間的毫秒部分。這樣計算的HASH值不大會都是一樣的，會很發散。最後，作為一個老程序員，我會把用戶的HASH值保存好，然後把我自己密碼的HASH值保存到資料庫裡面，然後用我自己的密碼和其他用戶的用戶名去登錄，然後再改回來解決我看不到用戶密碼而又要「偷窺」用戶的需要。最大的好處是，資料庫泄露後，得到用戶資料庫的黑客看著一大堆HASH值會翻白眼。
2. hash演算法是什麼
Hash，就是把任意長度的輸入（又叫做預映射，pre-image），通過散列演算法，變換成固定長度的輸出，該輸出就是散列值。這種轉換是一種壓縮映射，也就是，散列值的空間通常遠小於輸入的空間，不同的輸入可能會散列成相同的輸出，而不可能從散列值來唯一的確定輸入值。簡單的說就是一種將任意長度的消息壓縮到某一固定長度的消息摘要的函數。
使用哈希查找有兩個步驟：
1、使用哈希函數將被查找的鍵轉換為數組的索引。在理想的情況下，不同的鍵會被轉換為不同的索引值，但是在有些情況下我們需要處理多個鍵被哈希到同一個索引值的情況。所以哈希查找的第二個步驟就是處理沖突。
2、處理哈希碰撞沖突。有很多處理哈希碰撞沖突的方法，本文後面會介紹拉鏈法和線性探測法。
3. 哈希查找演算法程序
查找演算法
基本要求：
（1）設計一個菜單將實現的查找演算法的名字顯示出來，並提示用戶對查找演算法進行選擇；
（2）分別實現順序查找、二分查找（折半查找）、二叉排序樹、哈希查找；
（3）哈希函數採用除留余數發，解決沖突的方法大家任選擇一種；
（4）二叉排序樹必須實現構建、查找、插入、刪除四個基本操作；
（5）輸出各種排序的結果並進行比較。*/
#include<stdio.h>
#include<conio.h>
#include<stdlib.h>
#define MAX 20
typedef struct /*順序結構數據類型*/
h.length++;
h.r[ }
else
if(k<l.r[mid].key) high=mid-1;
else low=mid +1;
}
if(i!=0)
{
printf("l.r[%d].key=%d\n",i,k);
printf("查找成功\n");
}
return ht;
}
void HashSearch(RecordHash ht) /*哈希查找*/
{
int k,i;
page_title("哈希查找");
printf("請輸入要查找的關鍵字:");
scanf("%d",&k);
i=k%13;
if(ht.HashTable[i].key==k)
{
printf("ht.HashTable[%d].key=%d\n",i,k);
printf("查找成功\n");
}
else
{
i=i+1;
for(;i<MAX;i++)
if(ht.HashTable[i].key==k)
{
printf("ht.HashTable[%d].key=%d\n",i,k);
printf("查找成功\n");
break;
}
if(i==MAX) printf("查找失敗\n");
}
return_confirm();
}
void main()
{
RecordList L1,L2;
BSTNode *pt;
RecordHash ht;
int k,i;
printf("\n創建順序查找線性表,輸入0則結束輸入(可不按順序輸入)\n");
L1=creat1();
printf("\n創建二分查找線性表，輸入0則結束輸入(按遞增順序輸入)\n");
L2=creat1();
printf("\n創建二叉排序樹，輸入0則結束輸入\n");
pt=creat2();
printf("\n創建哈希表\n");
ht=creat3();
menu:page_title("請選擇查找方式，輸入0則結束輸入");
printf("順序查找請按1\n二分查找請按2\n二叉排序樹查找請按3\n哈希查找請按4\n推出請按0\n");
switch(getch())
{
case '1':
SeqSearch(L1);
break;
case '2':
Binsrch(L2);
break;
case '3':
page_title("二叉排序樹查找");
printf("請輸入要查找的關鍵字:");
scanf("%d",&k);
SearchBST(pt,k);
break;
case '4':
HashSearch(ht);
break;
case '0':
exit(0);
default :
printf("輸入錯誤，按任意鍵返回");
getch();
}
goto menu;
4. hash演算法是怎麼樣的
hash演算法是一種散列演算法，是把任意的長度的輸入，轉換成固定的額輸出，福鼎的輸出，輸出的是散列值。在空間的比較中，輸入的空間是遠大於輸出的散列值的空間，不同輸入散列成同樣的輸出，一般很難從輸出的散列值獲取輸入值的。
常用的hash函數有直接取余法、乘法取整法，平方取中法。在直接取余法中，質數用到的比較多，在乘法取整法中，主要用於實數，在平方取中法裡面，平方後取中間的，每位包含的信息比較多些。
Hash在管理數據結構中的應用
在用到hash進行管理的數據結構中，就對速度比較重視，對抗碰撞不太看中，只要保證hash均勻分布就可以。比如hashmap，hash值（key）存在的目的是加速鍵值對的查找，key的作用是為了將元素適當地放在各個桶里，對於抗碰撞的要求沒有那麼高。
換句話說，hash出來的key，只要保證value大致均勻的放在不同的桶里就可以了。但整個演算法的set性能，直接與hash值產生的速度有關，所以這時候的hash值的產生速度就尤為重要。
5. 對比順序查找、二分查找和哈希查找演算法,它們各自的特點是什麼
順序查找,二分查找和哈希查找演算法,它們各自的特點是：
1.對比順序查找的特點就是從表的第一個元素開始一個一個向下查找，如果有和目標一致的元素，查找成功;如果到最後一個元素仍沒有目標元素，則查找失敗。
2.二分查找的特點就是從表中間開始查找目標元素。如果找到一致元素，則查找成功。如果中間元素比目標元素小，則仍用二分查找方法查找表的後半部分(表是遞增排列的)，反之中間元素比目標元素大，則查找表的前半部分。
3.哈希演算法的特點是是使用給定數據構造哈希表，然後在哈希表上進行查找的一種演算法。先給定一個值，然後根據哈希函數求得哈希地址，再根據哈希地址查找到要找的元素。是通過數據元素的存儲地址進行查找的一種演算法。
6. 區塊鏈哈希演算法是什麼
哈希演算法也被稱為「散列」，是區塊鏈的四大核心技術之一。是能計算出一個數字消息所對應的、長度固定的字元串（又稱消息摘要）的演算法。由於一段數據只有一個哈希值，所以哈希演算法可以用於檢驗數據的完整性。在快速查找和加密演算法的應用方面，哈希演算法的使用非常普遍。
在互聯網時代，盡管人與人之間的距離更近了，但是信任問題卻更嚴重了。 現存的第三方中介組織的技術架構都是私密而且中心化的，這種模式永遠都無法從根本上解決互信以及價值轉移的問題。因此，區塊鏈技術將會利用去中心化的資料庫架構完成數據交互信任背書，實現全球互信的一大跨步。在這一過 程中，哈希演算法發揮了重要作用。
散列演算法是區塊鏈中保證交易信息不被篡改的單向密碼機制。區塊鏈通過散列演算法對一個交易區塊中的交易進行加密，並把信息壓縮成由一串數字和字母組成的散列字元串。區塊鏈的散列值能夠唯一而准確地標識一個區塊。在驗證區塊的真實性時，只需要簡單計算出這個區塊的散列值，如果沒有變化就 意味著這個區塊上的信息是沒有被篡改過的。
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7. 查找演算法的哈希表查找
1 基本原理
我們使用一個下標范圍比較大的數組來存儲元素。可以設計一個函數（哈希函數， 也叫做散列函數），使得每個元素的關鍵字都與一個函數值（即數組下標）相對應，於是用這個數組單元來存儲這個元素；也可以簡單的理解為，按照關鍵字為每一個元素分類，然後將這個元素存儲在相應類所對應的地方。
但是，不能夠保證每個元素的關鍵字與函數值是一一對應的，因此極有可能出現對於不同的元素，卻計算出了相同的函數值，這樣就產生了沖突，換句話說，就是把不同的元素分在了相同的類之中。後面我們將看到一種解決沖突的簡便做法。
總的來說，直接定址與解決沖突是哈希表的兩大特點。
2 函數構造
構造函數的常用方法（下面為了敘述簡潔，設 h(k) 表示關鍵字為 k 的元素所對應的函數值）：
a) 除余法：
選擇一個適當的正整數 p ，令 h(k ) = k mod p這里， p 如果選取的是比較大的素數，效果比較好。而且此法非常容易實現，因此是最常用的方法。
b) 數字選擇法：
如果關鍵字的位數比較多，超過長整型範圍而無法直接運算，可以選擇其中數字分布比較均勻的若干位，所組成的新的值作為關鍵字或者直接作為函數值。
3沖突處理
線性重新散列技術易於實現且可以較好的達到目的。令數組元素個數為 S ，則當 h(k) 已經存儲了元素的時候，依次探查 (h(k)+i) mod S , i=1,2,3…… ，直到找到空的存儲單元為止（或者從頭到尾掃描一圈仍未發現空單元，這就是哈希表已經滿了，發生了錯誤。當然這是可以通過擴大數組范圍避免的）。
4 支持運算
哈希表支持的運算主要有：初始化(makenull)、哈希函數值的運算(h(x))、插入元素(insert)、查找元素(member)。設插入的元素的關鍵字為 x ，A 為存儲的數組。初始化比較容易，例如const empty=maxlongint; // 用非常大的整數代表這個位置沒有存儲元素p=9997; // 表的大小procere makenull;var i:integer;beginfor i:=0 to p-1 doA:=empty;End;
哈希函數值的運算根據函數的不同而變化，例如除余法的一個例子：function h(x:longint):Integer;beginh:= x mod p;end;
我們注意到，插入和查找首先都需要對這個元素定位，即如果這個元素若存在，它應該存儲在什麼位置，因此加入一個定位的函數 locatefunction locate(x:longint):integer;var orig,i:integer;beginorig:=h(x);i:=0;while (ix)and(A[(orig+i)mod S]empty) doinc(i);//當這個循環停下來時，要麼找到一個空的存儲單元，要麼找到這個元//素存儲的單元，要麼表已經滿了locate:=(orig+i) mod S;end;插入元素procere insert(x:longint);var posi:integer;beginposi:=locate(x); //定位函數的返回值if A[posi]=empty then A[posi]:=xelse error; //error 即為發生了錯誤，當然這是可以避免的end;
查找元素是否已經在表中procere member(x:longint):boolean;var posi:integer;beginposi:=locate(x);if A[posi]=x then member:=trueelse member:=false;end;
8. 常見的哈希演算法有哪些
1、RSHash
unsigned int RSHash(const std::string& str)
{
unsigned int b = 378551;
unsigned int a = 63689;
unsigned int hash = 0;
for(std::size_t i = 0; i < str.length(); i++)
{
hash = hash * a + str[i];
a = a * b;
}
return hash;
}
2、JSHash
unsigned int JSHash(const std::string& str)
{
unsigned int hash = 1315423911;
for(std::size_t i = 0; i < str.length(); i++)
{
hash ^= ((hash << 5) + str[i] + (hash >> 2));
}
return hash;
}
3、PJWHash
unsigned int PJWHash(const std::string& str)
{
unsigned int BitsInUnsignedInt = (unsigned int)(sizeof(unsigned int) * 8);
unsigned int ThreeQuarters = (unsigned int)((BitsInUnsignedInt * 3) / 4);
unsigned int OneEighth = (unsigned int)(BitsInUnsignedInt / 8);
unsigned int HighBits = (unsigned int)(0xFFFFFFFF) << (BitsInUnsignedInt - OneEighth);
unsigned int hash = 0;
unsigned int test = 0;
for(std::size_t i = 0; i < str.length(); i++)
{
hash = (hash << OneEighth) + str[i];
if((test = hash & HighBits) != 0)
{
hash = (( hash ^ (test >> ThreeQuarters)) & (~HighBits));
}
}
return hash;
}
4、ELFHash
unsigned int ELFHash(const std::string& str)
{
unsigned int hash = 0;
unsigned int x = 0;
for(std::size_t i = 0; i < str.length(); i++)
{
hash = (hash << 4) + str[i];
if((x = hash & 0xF0000000L) != 0)
{
hash ^= (x >> 24);
}
hash &= ~x;
}
return hash;
}
5、BKDRHash
unsigned int BKDRHash(const std::string& str)
{
unsigned int seed = 131; // 31 131 1313 13131 131313 etc..
unsigned int hash = 0;
for(std::size_t i = 0; i < str.length(); i++)
{
hash = (hash * seed) + str[i];
}
return hash;
}
哈希演算法將任意長度的二進制值映射為較短的固定長度的二進制值，這個小的二進制值稱為哈希值。哈希值是一段數據唯一且極其緊湊的數值表示形式。如果散列一段明文而且哪怕只更改該段落的一個字母，隨後的哈希都將產生不同的值。要找到散列為同一個值的兩個不同的輸入，在計算上是不可能的，所以數據的哈希值可以檢驗數據的完整性。一般用於快速查找和加密演算法。