DSA: Hash-Tabelle - Erweiterte Fragen

Ein Hashtabelle ist eine Datenstruktur, die Schlüssel auf Werte mittels einer Hashfunktion abbildet. Sie ist nützlich für schnelle Such-, Einfüge- und Löschoperationen. Hashfunktionen sind in Hashtabellen von entscheidender Bedeutung, da sie bestimmen, wo Daten gespeichert und abgerufen werden. Gängige Anwendungen von Hashtabellen umfassen Caching, Indizierung und die Implementierung von Wörterbüchern. Die Implementierung einer Hashtabelle beinhaltet die Definition von Methoden wie Einfügen, Abrufen, Löschen und Anpassen der Größe sowie die Behandlung von Kollisionen. Separate Verkettung und offene Adressierung sind zwei Haupttechniken zur Behandlung von Kollisionen, wobei separate Verkettung verkettete Listen und offene Adressierung Sondierung verwendet. Die Zeitkomplexität von Hashtabelle-Operationen hängt vom Faktor der Auslastung und der Strategie zur Kollisionsauflösung ab. Ein Faktor der Auslastung, der zu hoch ist, kann zu schlechter Leistung führen, sodass eine Anpassung der Größe erforderlich ist. Hashtabellen können durch die Verwendung besserer Hashfunktionen, Anpassung der Größe oder anderer Strategien zur Kollisionsauflösung optimiert werden. Sie können auch in realen Anwendungen wie LRU-Caches, Rechtschreibprüfern und der Lösung des Two-Sum-Problems eingesetzt werden. Allerdings haben Hashtabellen auch Einschränkungen, darunter einen hohen Speicherbedarf und Schwierigkeiten bei der Implementierung von benutzerdefinierten Hashfunktionen.