PHP核心技术与最佳实践之Hash算法
PHP核心技术与最佳实践之Hash算法
Hash表又称散列表，通过把关键字Key映射到数组中的一个位置来访问记录，以加快查找速度。这个映射函数称为Hash函数，存放记录的数组称为Hash表。
1. Hash函数
作用是把任意长度的输入，通过Hash算法变换成固定长度的输出，该输出就是Hash值。这种转换是一种压缩映射，也就是Hash值得空间通常远小于输入的空间，不输入可能会散列成相同的输出，而不可能从Hash值来唯一的确定输入值。
一个好的hash函数应该满足以下条件：每个关键字都可以均匀的分布到Hash表任意一个位置，并与其他已被散列到Hash表中的关键字不发生冲突。这是Hash函数最难实现的。
2. Hash算法
1) 直接取余法
直接取余法比较简单，直接用关键字k除以Hash表的大小m取余数，算法如下：
H(k) = k mod m
例如：Hash表的大小为m=12，所给关键字为k=100，则h(k) = 4.这种算法是一个求余操作，速度比较快。
2) 乘积取整法
乘积取整法首先使用关键字k乘以一个常数A(0
H(k) = floor (m*(kA mod 1))
其中，kA mod1表示kA的小数部分，floor是取整操作。
当关键字是字符串的时候，就不能用上面的Hash算法。因为字符串是由字符组成，所以可以把字符串所有的字符的ASCII码加起来得到一个整数，然后再按照上面的Hash算法去计算即可。
算法如下：
Function hash($key,$m){
$strlen= strlen($key);
$hashval= 0;
For($i=0;$i
$hashval+=ord($key{$I});
}
Return $hashval % $m;
}
3) 经典Hash算法Times33
Unsigned int DJBHash(char *str){
Unsignedint hash = 5381;
While(*str){
Hash+=(hash
}
Return (hash &0x7FFFFFFF)
}
算法思路就是不断乘以33，其效率和随机性都非常好，广泛运用于多个开源项目中，如Apache、Perl和PHP等。
3. Hash表
Hash表的时间复杂度为O(1)，Hash表结构可用图表示：
要构造一个Hash表必须创建一个足够大的数组用于存放数据，另外还需要一个Hash函数把关键字Key映射到数组的某个位置。
Hash表的实现步骤：
1) 创建一个固定大小的数组用于存放数据。
2) 设计Hash函数。
3) 通过Hash函数把关键字映射到数组的某个位置，并在此位置上进行数据存取。
4. 使用PHP实现Hash表
首先创建一个HashTable类，有两个属性$buckets和$size。$buckets用于存储数据的数组，$size用于记录$buckets数组大小。然后在构造函数中为$buckets数组分配内存。代码如下：
ClassHashTable{
Private$buckets;
Private$size =10;
Publicfunction __construct(){
$this-> buckets =new SplFixedArray($this->size);
}
}
?>
在构造函数中，为$buckets数组分配了一个大小为10的数组。在这里使用了SPL扩展的SplFixedArray数组，不是一般的数组(array)
这是因为SplFixedArray数组更接近于C语言的数组，而且效率更高。在创建其数组时需要为其提供一个初始化的大小。
注意：要使用SplFixedArray数组必须开启SPl扩展。如果没有开启，可以使用一般的数组代替。
接着为Hash表指定一个Hash函数，为了简单起见，这里使用最简单的Hash算法。也就是上面提到了把字符串的所有字符加起来再取余。代码如下：
Public Function hashfunc($key){
$strlen= strlen($key);
$hashval= 0;
For($i=0;$i
$hashval+=ord($key{$I});
}
Return $hashval % $this->size;
}
有了Hash函数，就可以实现插入和查找方法。插入数据时，先通过Hash函数计算关键字所在Hash表的位置，然后把数据保存到此位置即可。代码如下：
Public function insert($key,$val){
$index= $this -> hashfunc($key);
$this-> buckets[$index] = $val;
}
查找数据方法与插入数据方法相似，先通过Hash函数计算关键字所在Hash表的位置，然后返回此位置的数据即可。代码如下：
Public function find($key){
$index= $this -> hashfunc($key);
Return$this ->buckets[$index];
}
至此，一个简单的Hash表编写完成，下面测试这个Hash表。代码清单如下：
$ht= new HashTable();
$ht->insert(‘key1’,’value1’);
$ht->insert(‘key2’,’value2’);
Echo$ht ->find(‘key1’);
Echo$ht ->find(‘key2’);
?>
完整代码：#hash.php
<!--?PHP
Class HashTable{
Private$buckets;
Private $size=10;
Public function__construct(){
$this---> buckets =new SplFixedArray($this->size);
}
PublicFunction hashfunc($key){
$strlen= strlen($key);
$hashval= 0;
For($i=0;$i< $strlen;$i++){
$hashval+=ord($key{$i});
}
return$hashval % $this->size;
}
Publicfunction insert($key,$val){
$index= $this -> hashfunc($key);
$this-> buckets[$index] = $val;
}
Publicfunction find($key){
$index= $this -> hashfunc($key);
Return$this ->buckets[$index];
}
}
$ht = newHashTable();
$ht->insert('key1','value1');
$ht->insert('key2','value2');
Echo $ht->find('key1');
Echo $ht->find('key2');
?>
本书是全面讲述PHP与MySQL的经典之作，书中不但全面介绍了两种技术的核心特性，还讲解了如何高效地结合这两种技术构建健壮的数据驱动的应用程序。本书涵盖了两种技术新版本中出现的最新特性，书中大量实际的示例和深入的分析均来自于作者在这方面多年的专业经验，可用于解决开发者在实际中所面临的各种挑战。 本书内容全面深入，适合各层次PHP和MySQL开发人员阅读，既是优秀的学习教程，也可用作参考手册。
