Коллизии в хеш-таблицах возникают, когда два или более ключа имеют одинаковый хеш-код и, следовательно, претендуют на одну и ту же позицию в таблице. Для решения этой проблемы существуют различные методы, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки в зависимости от контекста применения.

1. Открытая адресация (Open Addressing)

Все элементы хранятся непосредственно в хеш-таблице. Если происходит коллизия, применяется одна из стратегий для поиска другой ячейки:

• Линейное пробирование (Linear Probing): При коллизии проверяется следующая ячейка таблицы. Если она занята, проверяется следующая за ней, и так далее, пока не будет найдена свободная ячейка.
• Квадратичное пробирование (Quadratic Probing): Расстояние между проверяемыми ячейками увеличивается квадратично (1, 4, 9, ...), что помогает бороться с кластеризацией, характерной для линейного пробирования.
• Двойное хеширование (Double Hashing): Используется вторая хеш-функция для создания другой последовательности ячеек для пробирования, что уменьшает кластеризацию и улучшает распределение.

2. Цепочки (Chaining)

Каждая ячейка хеш-таблицы содержит указатель на список (или другую динамическую структуру данных), в котором хранятся все элементы с одинаковым хешем. Если происходит коллизия, элемент просто добавляется в список:

```cpp
int index = hash(key);
table[index].append(new Element(key, value));
```

Этот метод прост в реализации и позволяет таблице перегружаться сверх количества слотов, но производительность может снижаться при увеличении числа коллизий, так как время доступа к элементам становится зависимым от длины списка.

3. Совмещенное хеширование (Coalesced Hashing)

Совмещенное хеширование — это гибрид открытой адресации и метода цепочек. Коллизии разрешаются, помещая новый элемент в первую свободную ячейку таблицы, а затем, используя указатели, связывают его с предыдущим элементом, который имел ту же хеш-функцию.

4. Рехэширование (Rehashing)

Когда таблица становится слишком заполненной, выполняется рехэширование: элементы переносится в новую, более большую хеш-таблицу. Хотя это не метод разрешения коллизии непосредственно при вставке, это способ управления их частотой.

Выбор метода разрешения коллизий зависит от множества факторов, включая ожидаемое количество элементов, частоту операций вставки и удаления, а также требования к использованию памяти и производительности. Методы, такие как открытая адресация и цепочки, являются наиболее распространенными и имеют свои преимущества в различных сценариях использования.

May 24, 2024, easyoffer