Коллизия при получении ключа для контейнера происходит, когда два разных ключа приводят к одному и тому же значению хэш-функции. Это особенно актуально для контейнеров на основе хэш-таблиц, таких как `std::unordered_map` и `std::unordered_set`. 

Механизмы обработки коллизий

Существуют два основных механизма обработки коллизий в хэш-таблицах:

1. Открытая адресация:

• Линейное пробирование (Linear probing): При коллизии ищется следующая доступная ячейка в массиве по определенному шагу (обычно шаг 1).
• Квадратичное пробирование (Quadratic probing): В случае коллизии шаг увеличивается квадратично.
• Двойное хеширование (Double hashing): При коллизии используется вторая хэш-функция для определения шага.

2. Цепочки (Chaining):

• Связанные списки: Каждый элемент массива хэш-таблицы указывает на связанный список, содержащий все элементы, которые хэшируются в эту ячейку.
• Другие структуры данных: Вместо связанных списков могут использоваться другие структуры данных, такие как деревья (например, красно-черные деревья), для хранения элементов в каждой ячейке массива.

`std::unordered_map` и `std::unordered_set`

Контейнеры `std::unordered_map` и `std::unordered_set` используют цепочки (chaining) для обработки коллизий. Внутри они реализованы с использованием массива, где каждая ячейка содержит связанный список или другой контейнер для хранения всех элементов, которые хэшируются в одну и ту же ячейку.

Пример работы `std::unordered_map` при коллизии

```cpp
#include <iostream>
#include <unordered_map>
#include <string>

int main() {
    std::unordered_map<int, std::string> myMap;

    // Вставка элементов с потенциальной коллизией
    myMap[1] = "One";
    myMap[2] = "Two";
    myMap[10] = "Ten";  // Допустим, хэш-функция для 1 и 10 дает одинаковое значение

    // Проход по всем элементам
    for (const auto& pair : myMap) {
        std::cout << pair.first << ": " << pair.second << std::endl;
    }

    return 0;
}
```

Объяснение работы с коллизиями:

1. Вставка элементов: Когда элементы вставляются в `std::unordered_map`, хэш-функция вычисляет хэш-значение для каждого ключа.
2. Обработка коллизии: Если два ключа имеют одно и то же хэш-значение, они будут помещены в один и тот же связанный список в соответствующей ячейке массива.
3. Доступ к элементам: При доступе к элементу по ключу хэш-значение вычисляется заново, затем происходит поиск в связанном списке для нахождения правильного элемента.

Когда происходит коллизия при использовании хэш-таблиц, таких как `std::unordered_map` и `std::unordered_set`, используется механизм цепочек (chaining). Элементы с одинаковым хэш-значением хранятся в связанном списке или другой структуре данных в одной ячейке массива. Это позволяет эффективно справляться с коллизиями, сохраняя производительность операций вставки и поиска.

May 24, 2024, easyoffer