c++ - 我的哈希表比二进制搜索慢

Question

我已经实现了二进制搜索、线性搜索和哈希表来比较每个时间的复杂度。问题是不知何故，当我测量时间寻找素数时，我的哈希表比二进制搜索慢得多。下面是我的代码:

// Make the hash table 20 times the number of prime numbers
HashTable::HashTable(std::vector<int> primes)
{
    int tablesize = primes.size() * 20;
    table = new std::list<int>[tablesize];
    size = tablesize;
    for (auto &prime : primes)
        this->insert(prime);
}

// Hash function
int HashTable::hash(int key)
{
    return key % size;
}

// Finds element
int HashTable::find(int key)
{
    // Get index from hash
    int index = hash(key);

    // Find element
    std::list<int>::iterator foundelement = std::find(table[index].begin(), table[index].end(), key);


    // If element has been found return index
    // If not, return -1
    if (foundelement != table[index].end())
        return index;
    else
        return -1;
}



// Adds element to hashtable
void HashTable::insert(int element)
{
    // Get index from hash and insert the element
    int index = hash(element);
    table[index].push_back(element);
}

哈希表.h

#ifndef HASHTABLE_H
#define HASHTABLE_H

#include <list>
#include <iostream>
#include <vector>

class HashTable 
{
private:
    // Each position in Hashtable has an array of lists to store elements in case of collision
    std::list<int>* table;

    // Size of hashtable
    int size;

    // Hashfunction that returns the array location for the given key
    int hash(int key);

public:

    HashTable(int tablesize);
    HashTable(std::vector<int> primes);

    // Adds element to hashtable
    void insert(int element);

    // Deletes an element by key 
    void remove(int key);

    // Returns an element from hashtable for a given key
    int find(int key);

    // Displays the hashtable
    void printTable();

    // Display histogram to illustrate elements distribution
    void printHistogram();

    // Returns the number of lists in hash table
    int getSize();

    // Returns the total number of elements in hash table
    int getNumberOfItems();

    // De-allocates all memory used for the Hash Table.
    ~HashTable();
};

#endif

我已经尝试超过表的大小来消除冲突，但我没有注意到任何差异。

Answer 1

哈希表实现的一些次优之处:

• primes.size() * 20过多 - 你会得到比必要更多的缓存未命中；尝试 1 到 ~2 之间的一系列值以找到最佳点

• primes.size() * 20总是偶数，所有你用 key % size 散列的素数很奇怪，所以你永远不会散列到一半的桶中，浪费空间并降低缓存性能

• 您处理与链表的冲突:这意味着您始终遵循至少一个远离表的连续内存的指针，这很慢，并且对于冲突，您在内存中与列表中的每个节点跳来跳去；使用 std::vector<int>存储冲突值会在哈希表外的 1 个内存区域限制跳跃，或者您可以使用封闭哈希/开放寻址和位移列表通常在附近的哈希表桶中找到元素:我的基准测试发现大约一个顺序类似的幅度更快 int值(value)观。