一、简介和应用 哈希表（Hash Table）是一种高效的数据结构，通过哈希函数将键（Key）映射到存储位置，实现O(1)时间复杂度的查找、插入和删除操作。它广泛应用于缓存系统、数据库索引、字典查询等场景。例如，在编程中需要快速根据用户ID查找信息时，哈希表能显著提升效率。本文将通过手写的C++哈希表代码，带您从零开始理解其实现原理。
二、特点和注意事项
特点：
快速访问：通过哈希函数直接定位数据，避免线性查找。
动态扩容：本例中默认大小为1000，可自定义大小（但需注意扩容策略未在代码中实现）。
冲突解决：使用链地址法（即每个哈希桶存储链表），解决不同键映射到同一地址的问题。
注意事项：
哈希函数设计：需尽量均匀分布，减少冲突（本例用取模运算，简单但可能不均）。
内存管理：代码中使用了new动态分配节点，但未显式释放，实际应用需考虑内存泄漏风险。
链表长度：若冲突过多，链表过长可能导致性能下降，需优化哈希函数或改用其他策略。
三、实现步骤
定义数据结构：
使用pairs结构体存储键值对（key和val）。
listnode节点包含值及指向下一个节点的指针，形成链表。
hash_map类维护哈希表数组（存储链表头指针）和表大小。
构造函数：
默认或传入指定大小初始化数组，并全部置空。
核心方法：
ins()：计算键的哈希地址，新建节点插入链表末尾（处理头节点为空和冲突情况）。
del()：定位键的哈希地址，遍历链表删除对应节点（需判断头节点是否为目标）。
find()：查找并返回指定键的值，未找到则返回-1。
print()：遍历整个哈希表输出所有键值对。
冲突处理：通过链表串联同一地址下的多个元素，避免数据覆盖。
四、代码和注释
C++
#include
// 键值对结构体 struct pairs { int key; // 键 int val; // 值 };
// 链表节点（存储键值对）
template
// 构造节点
listnode() {} // 空构造
listnode(T v) { val = v; } // 传入值构造};
// 哈希表类
class hash_map {
private:
listnode
public:
// 默认构造函数（初始化大小为1000）
hash_map() {
size = 1000;
map = new listnode
// 指定大小构造函数
hash_map(int size) {
this->size = size; // 使用传入的大小
map = new listnode<pairs>*[size];
for (int i = 0; i < size; i++) {
map[i] = nullptr;
}
}
// 插入键值对
void ins(pairs pair) {
int address = pair.key % size; // 哈希函数：取模定位地址
listnode<pairs>* newnode = new listnode<pairs>(pair); // 创建新节点
listnode<pairs>* tmp = map[address]; // 当前地址的链表头
if (!tmp) { // 若头节点为空，直接插入
map[address] = newnode;
return;
}
while (tmp->next) { // 否则遍历到链表末尾
tmp = tmp->next;
}
tmp->next = newnode; // 插入末尾
}
// 删除指定键
void del(int key) {
int address = key % size; // 定位地址
listnode<pairs>* tmp = map[address];
if (tmp->val.key == key) { // 若头节点就是目标
map[address] = map[address]->next; // 删除头节点
return;
}
while (tmp->next->val.key!= key) { // 遍历查找目标节点
tmp = tmp->next;
}
tmp->next = tmp->next->next; // 删除目标节点
}
// 查找指定键的值
int find(int key) {
int address = key % size;
listnode<pairs>* tmp = map[address];
while (tmp && tmp->val.key!= key) { // 遍历查找
tmp = tmp->next;
}
if (!tmp) return -1; // 未找到返回-1
return tmp->val.val; // 返回值
}
// 打印所有键值对
void print() {
for (int i = 0; i < size; i++) {
listnode<pairs>* tmp = map[i];
while (tmp) { // 遍历当前地址的链表
cout << tmp->val.key << ":" << tmp->val.val << " ";
tmp = tmp->next;
}
cout << endl; // 换行分隔不同地址
}
cout << endl;
}}; 五、总结 通过本文的代码与注释，您已初步掌握了哈希表的核心实现逻辑：利用哈希函数映射键到地址，通过链表解决冲突，从而实现高效的增删查操作。实际应用中，需进一步优化哈希函数（如使用更均匀的算法）和考虑内存管理。建议新手从简单示例入手，逐步实践，理解数据结构背后的设计思想，为后续学习更复杂算法打下基础。 来源：手把手教你实现哈希表：从代码到原理的新手友好指南
