大数据分析特点?
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2024-04-23
在当今数字化时代,数据成为了企业发展的重要驱动力。随着社交媒体、电子商务和物联网等技术的不断发展,大数据越来越成为企业获取洞察、优化运营的关键。而在处理大规模数据时,我们不可避免地会接触到哈希技术。
哈希算法是一种能够将任意长度的数据通过数学运算转换为固定长度哈希值的技术。它的核心思想是将输入映射到特定长度的输出,且同一输入始终对应相同的输出,这保证了数据的唯一性和一致性。
常见的哈希算法包括MD5、SHA-1和SHA-256等,它们被广泛应用于数据加密、完整性校验和唯一标识等领域。
在大数据处理中,哈希技术扮演着重要的角色。通过哈希函数,大数据可以被分布式存储和快速访问,实现数据的快速检索和处理。此外,哈希算法还可以帮助大数据平台提高数据安全性,保护数据的隐私和完整性。
哈希技术在大数据处理中有多种应用。一种常见的应用是在分布式存储系统中,通过哈希函数将数据均匀分布到不同的节点上,提高数据的存储和检索效率。另外,在数据去重和数据校验方面,哈希算法也被广泛使用。
相比传统的数据处理方式,哈希算法具有诸多优势。首先,哈希算法可以将复杂的数据结构转化为简单的哈希值,减少数据的存储空间和计算成本;其次,哈希算法具有快速查找的特性,可以大幅提升数据检索效率。
在大数据时代,哈希技术的重要性不言而喻。通过合理利用哈希算法,我们能够更高效地处理大规模数据,提升数据处理的效率和安全性。因此,深入理解和应用哈希技术对于企业在大数据领域取得成功至关重要。
当涉及互联网和网络编程时,`域名哈希表` 是一个至关重要的概念。在网络世界中,`域名哈希表` 充当着将域名映射到相应 IP 地址的关键角色。简言之,`域名哈希表` 就像是一个庞大的地址簿,通过它我们可以快速查找到特定域名对应的 IP 地址。
在互联网中,`域名哈希表` 是由 DNS(Domain Name System)服务器维护的数据结构。这个数据结构中存储了各个域名与其对应的 IP 地址之间的映射关系。当用户在浏览器中输入一个域名时,系统会先查询`域名哈希表`,找到对应的 IP 地址,然后才能建立连接和获取网页内容。
在互联网的运作中,`域名哈希表` 起着非常关键的作用。它不仅帮助用户快速访问他们想要查看的网站,也为网络服务提供了高效的数据路由和请求处理。
维护一个高效的`域名哈希表` 是网络管理员的重要任务之一。通过优化`域名哈希表` 的结构和查询算法,可以提升整个网络系统的性能和响应速度。
为了保证`域名哈希表` 的高效性,可以采取一些优化措施,例如:
在今天高度互联的网络环境中,`域名哈希表` 扮演着不可或缺的角色。它的高效运作直接影响着用户的上网体验和网络服务的质量。因此,了解并优化`域名哈希表` 对于网络管理者来说至关重要。
关于这个问题,哈希函数是一种将任意大小的数据映射为固定大小值的函数。哈希表是基于哈希函数实现的数据结构,用于高效地存储和查找数据。
哈希表的构造方法包括以下步骤:
1. 定义哈希表的大小:选择一个合适的大小来存储数据,一般选择一个质数,以减少哈希冲突的概率。
2. 定义哈希函数:选择一个合适的哈希函数,确保它能够将数据均匀地映射到哈希表的不同位置。常用的哈希函数有除留余数法、乘法哈希法、平方取中法等。
3. 创建哈希表:根据定义的哈希表大小,创建一个具有固定大小的数组,用于存储数据。
4. 插入数据:将要插入的数据通过哈希函数计算出对应的索引位置,然后将数据插入到该位置。如果该位置已经被占用,则可以采用开放地址法、链地址法等解决哈希冲突的方法。
5. 查找数据:通过哈希函数计算要查找的数据对应的索引位置,然后在该位置上查找数据。如果该位置上的数据不是要查找的数据,则可以根据解决哈希冲突的方法继续查找。
6. 删除数据:通过哈希函数计算要删除的数据对应的索引位置,然后将该位置上的数据删除。如果该位置上的数据不是要删除的数据,则可以根据解决哈希冲突的方法继续删除。
7. 动态扩容:当哈希表中的数据量增加时,可能会导致哈希冲突的增加,影响查找效率。此时,可以通过动态扩容的方式增加哈希表的大小,重新计算数据的哈希值,并将数据重新插入到新的哈希表中。
需要注意的是,选择合适的哈希函数和解决哈希冲突的方法对哈希表的效率有很大影响。同时,哈希函数的设计和哈希表的大小也需要根据具体的应用场景进行调整,以达到最佳的性能。
散列表(Hash table,也叫哈希表),是根据关键码值(Key value)而直接进行访问的数据结构。也就是说,它通过把关键码值映射到表中一个位置来访问记录,以加快查找的速度。这个映射函数叫做散列函数,存放记录的数组叫做散列表。
给定表M,存在函数f(key),对任意给定的关键字值key,代入函数后若能得到包含该关键字的记录在表中的地址,则称表M为哈希(Hash)表,函数f(key)为哈希(Hash) 函数。
常用哈希表的构造方法
(1)除余
(2)随机
(3)平方后取中间某几位
(4)折叠
(5)H(key)= a*key + b
(6)数字分析:若10位key的特定某几位中,数字大小分布均衡,就取那几位的
2. 处理冲突
(1)开放定址
(2)公共溢出
(3)多个哈希表
(4)链表
3. 性能分析
三个因素:
哈希函数,处理冲突的方法,哈希表的装填因子。
装填因子 a 的定义如下: a = 哈希表中元素的个数 / 哈希表的长度
a 可描述哈希表的装满程度。a 越小,发生冲突的可能性越小; a 越大 ,发生冲突的可能性越大。
简单说就是按照哈希函数关系建立的表 具体内容请参考数据结构相关知识~ 下面引用一些别的地方
1 基本原理 我们使用一个下标范围比较大的数组来存储元素。可以设计一个函数(哈希函数),使得每个元素的关键字都与一个函数值(即数组下标)相对应,于是用这个数组单元来存储这个元素;也可以简单的理解为,按照关键字为每一个元素"分类",然后将这个元素存储在相应"类"所对应的地方。 但是,不能够保证每个元素的关键字与函数值是一一对应的,因此极有可能出现对于不同的元素,却计算出了相同的函数值,这样就产生了"冲突",换句话说,就是把不同的元素分在了相同的"类"之中。后面我们将看到一种解决"冲突"的简便做法。 总的来说,"直接定址"与"解决冲突"是哈希表的两大特点。
2 函数构造 构造函数的常用方法(下面为了叙述简洁,设 h(k) 表示关键字为 k 的元素所对应的函数值): a) 除余法: 选择一个适当的正整数 p ,令 h(k ) = k mod p 这里, p 如果选取的是比较大的素数,效果比较好。而且此法非常容易实现,因此是最常用的方法。 b) 数字选择法: 如果关键字的位数比较多,超过长整型范围而无法直接运算,可以选择其中数字分布比较均匀的若干位,所组成的新的值作为关键字或者直接作为函数值。
3 冲突处理 线性重新散列技术易于实现且可以较好的达到目的。令数组元素个数为 S ,则当 h(k) 已经存储了元素的时候,依次探查 (h(k)+i) mod S , i=1,2,3…… ,直到找到空的存储单元为止(或者从头到尾扫描一圈仍未发现空单元,这就是哈希表已经满了,发生了错误。当然这是可以通过扩大数组范围避免的)。
4 支持运算 哈希表支持的运算主要有:初始化(makenull)、哈希函数值的运算(h(x))、插入元素(insert)、查找元素(member)。 设插入的元素的关键字为 x ,A 为存储的数组。 初始化比较容易,例如 const empty=maxlongint; // 用非常大的整数代表这个位置没有存储元素 p=9997; // 表的大小 procedure makenull; var i:integer; begin for i:=0 to p-1 do A[i]:=empty; End; 哈希函数值的运算根据函数的不同而变化,例如除余法的一个例子: function h(x:longint):Integer; begin h:= x mod p; end; 我们注意到,插入和查找首先都需要对这个元素定位,即如果这个元素若存在,它应该存储在什么位置,因此加入一个定位的函数 locate function locate(x:longint):integer; var orig,i:integer; begin orig:=h(x); i:=0; while (i<S)and(A[(orig+i)mod S]<>x)and(A[(orig+i)mod S]<>empty) do inc(i); //当这个循环停下来时,要么找到一个空的存储单元,要么找到这个元 //素存储的单元,要么表已经满了 locate:=(orig+i) mod S; end; 插入元素 procedure insert(x:longint); var posi:integer; begin posi:=locate(x); //定位函数的返回值 if A[posi]=empty then A[posi]:=x else error; //error 即为发生了错误,当然这是可以避免的 end; 查找元素是否已经在表中 procedure member(x:longint):boolean; var posi:integer; begin posi:=locate(x); if A[posi]=x then member:=true else member:=false; end; 这些就是建立在哈希表上的常用基本运算。
散列表(Hash table,也叫哈希表),是根据关键码值(Key value)而直接进行访问的数据结构。也就是说,它通过把关键码值映射到表中一个位置来访问记录,以加快查找的速度。这个映射函数叫做散列函数,存放记录的数组叫做散列表。 取关键字被某个不大于散列表表长m的数p除后所得的余数为散列地址。即 H(key) = key MOD p, p<=m。
不仅可以对关键字直接取模,也可在折叠、平方取中等运算之后取模。
对p的选择很重要,一般取素数或m,若p选的不好,容易产生同义词。
一.什么是哈希表 散列表(Hash table,也叫哈希表),是根据键(Key)而直接访问在内存存储位置的数据结构。也就是说,它通过计算一个关于键值的函数,将所需查询的数据映射到表中一个位置来访问记录,这加快了查找速度。这个映射函数称做散列函数(哈希函数),存放记录的数组称做散列表。
2.
哈希表本质 哈希表其实是一种数据结构 哈希表本质上是个数组,底层实现是在数组上然后在加工, 称 哈希表。
哈希表的大小取决于一组质数,原因是在hash函数中,你要用这些质数来做模运算(%)。 而分析发现,如果不是用质数来做模运算的话,很多生活中的数据分布,会集中在某些点上。 所以这里最后采用了质数做模的除数。
因为用质数做了模的除数,自然存储空间的大小也用质数了
上一节提到了解决冲突的三种方案:线性探测,平方探测,双散列
下面我们先讲讲线性探测,线性探测就是说在原来基础上,产生一个增量序列,这个增量序列就是1,2,3,4,实际上就是在原来位置上,找下一个,再找下一个,举个例子来讲,我们现在有这么多数
总共有9个数,然后我们设计了散列表,它的大小是等于13,也就是说我们数组大小是一个13,然后想把这9个数装到这13个里面去,所以它的装填因子就是9/13,我们散列函数设计成是对11求余,那么大家可以看到我们这个求余所用的11呢,是比13小的,我们先把这9个数把它装进去,首先在装进去之前算一下,这9个元素它所相应的散列函数的值,这个表列出来了
47它是对11求余的余数,它是等于3,29对11求余的余数等于7,有了这个之后,我们就可以按刚才我们提到的采用线性探测的方法,逐步的把每个元素把它放到表里去
首先我们插入的是47,47的散列地址是等于3
所以就放到3这个位置,这个位置是没有冲突的,空的,接下来我们插入了7,7的地址是7,也没冲突,接下来插入29,29的地址也是在7,那么这个时候发生冲突了,我们就找下一个位置,下个位置是什么呢?在这个基础上面再加1,就挪到了8号位置,
那么这个位置是空的,就把29放到里面去,11散列地址的值呢,是等于0,那么就放在这个位置,
接下来插入9,它的散列地址值是等于9,这个地方是空的,那么就放进去了
接下来插入了84,84它求余的值是等于7,而7这个地方被别人占了,所以就要试探下一个,下一个就是在这个位置基础上加1,那么就是8这个位置了,还是有冲突了,29放在这里,那么这个时候加2,就在7的基础上加2,就跑到了9这个位置,9这个位置仍然有冲突,9这个元素已经放在这里了,那么这个时候就加3,就是7加3,到了10这个位置,那么这个位置是空的,把84放进去,接下来我们插入54,54它是10号位置,10号位置有冲突,那么试探下一个位置,就是这个位置是空的,就放进去了
接下来插入20,20它的散列值等于9,9这个位置已经有元素了,试探下一个,还有元素,再试探下一个,还有元素,再试探下一个,那么这个地方空了,就放到这里面来
接下来插入30,这个值是等于8,8这个位置有冲突了,就放下一个,又有冲突,再下一个,到12这列的时候,还有冲突,那么通过求余又加1,13求余就倒回头来了,到了这个位置上来了,0的位置有冲突,下一个就是30
就形成这样的一个散列表,在构造这个表的过程当中,我们可以算出每个元素插入进去的时候它的冲突次数,最多的时候是30,它冲突了6次,那么在这里面,我们注意到一个现象,当我们的散列值算出来有冲突,集中在某些位置的时候呢,在这个位置会形成聚集,这个地方的冲突会越来越多,这就是线性探测的一个问题
就是会形成所谓的聚集现象,下面我们对散列查找的效率做个分析,所谓散列查找的效率主要就是看它平均查找的次数,或者说平均查找的长度,叫ASL,平均查找长度又分为两种,一种叫成功的平均查找长度,还有一种叫不成功的平均查找长度,什么叫成功的平均查找长度,就是我要找的对象最后给我找着了,什么叫不成功呢,我要找的对象最后找不着,什么情况下是成功的?就是在散列表里的元素,你去找它,那才是成功的,不在散列表的元素,你去找它就是不成功的,所以我们要计算成功的平均查找长度,只要把散列表的每个元素,去算算看,我们为了找它,需要找几次,然后平均值一算,那么就是叫成功的平均查找长度,比方说我们对现在的这样一个例子,这是我们已经构造好的一个散列表
前面我们举过的这样一个例子,这是我们构造好的一个散列表,然后冲突次数我们也标在这里了
我们来算一下它的平均成功查找次数,是等于多少,我们可以一个个算,散列表的11,我们为了找11,需要比较多少次,一次就够了,我们对11求余它的值等于0,0这一找就是11,所以这个地方是没有冲突的,而30冲突了6次,47冲突了0次,所以冲突为0的意味着我们通过散列函数一算,就找到那个位置,就找着了,所以它的比较次数,查找次数就等于1,然后冲突6次的,意味着前6次的查找,我们都有冲突,最后一次成功了,所以它的比较次数,就是等于7次,所以我们只要把冲突次数加个1,求个平均值就可以了,这就是我们的结果,总共有9个元素,除以9,所以最后平均成功查找次数是2.56,这是指的成功的平均查找次数,就是在这里面的元素,9个元素,每个元素查找分别是多少,然后求个平均值,分母是9,那反过来,不成功的查找次数怎么算,不成功不在这里面了,不在这里面的元素多的很,你不可能再用枚举法,一个个去算,不可能的,所以一种方法呢,就是把不在这里面的所有元素,把它分成若干种类型,一类一类的算
不在这里的元素可以分成几种类型呢?按照我们的查找过程,只要它的哈希函数值是一样的,整个查找过程是一样的,它查找的次数也是一样的,比方说两个不同的数,22,33,求余,是11,对11求余,所以22,33,最后它的散列函数值都等于0,不管是22,还是33,它的查找的路口,都在这个位置(红圈标的位置)
比方说22,这个地方是11,不是我要找的,所以这个时候呢,它怎么办呢?这个位置是11,不是22,并不意味着,22不在这里面,22可能因为前面有冲突,它放到后面去了,所以如果我们哈希函数算了地址之后,发现这个位置的元素不是我要找的元素,我们不能就停掉了,不能断定它就没了,我们还要按照冲突的解决策略,再去找下一个位置,下个位置是什么地方呢?因为我们是线性探测, 下个位置就是这个位置
往后挪一个位置,这个地方呢,是30,也不是22,那么再往后挪,这个地方是空位了
是空位我们就断定了它一定不在这里面,如果我们没有删除的操作发生,按照冲突解决策略呢,去找,有空位的时候,我们就断定22不在这里面,所以就是对22,33,44,它对c求余的余数为0,它只要不在这里面,它们比较的过程跟次数是一样的,所以我们就按照这种类别来算,那么我们就可以算出来了,当我们的对象,它的哈希余数值为0的时候,我们要比较3次,我们才能断定它不在这里面,
余数为1的时候,我们要比较2次,我们才能断定它不在这里面,
余数为2的时候呢,我们只要比较一次,就知道它不在这里面,
余数为3的时候,我们要比较两次
余数为4,5,6,都是比较1次就够了
余数为7,比较长,要9次才能知道
然后呢,余数为8,那么就是8次
所以最后结果呢,就是把这些值全部加起来,所以这是计算不成功的平均查找次数它的基本方法是这样的,就是根据哈希函数或者散列函数值把我们的对象分类,然后分类计算,