As tabelas de Hash são uma estrutura de dados fundamental usada na ciência da computação para armazenar e recuperar dados de forma eficiente. Elas são comumente usadas em linguagens de programação, bancos de dados e mecanismos de busca. Uma tabela de hash, também conhecida como mapa de hash, é uma estrutura de dados que permite o acesso rápido a valores com base numa chave única.
Numa tabela de hash, os dados são armazenados numa matriz em que cada elemento está associado a uma chave única. A chave é utilizada para calcular um valor de hash, que é uma representação numérica da chave. Este valor de hash é utilizado como um índice para aceder ao elemento correspondente na matriz. Os pares chave-valor são armazenados no array com base no valor de hash da sua chave.
Em relação a isto, a colisão de hash ocorre quando duas ou mais chaves têm o mesmo valor de hash. Isso significa que dois ou mais elementos serão armazenados no mesmo índice da matriz. Isso pode causar problemas ao tentar recuperar dados da tabela de hash. Para resolver esse problema, é usada uma técnica chamada encadeamento, em que vários elementos são armazenados no mesmo índice da matriz como uma lista vinculada.
O valor de hash é uma representação numérica da chave gerada por uma função de hash. Uma função de hash é um algoritmo matemático que recebe uma chave como entrada e devolve um valor de hash. A função hash deve ser concebida de forma a produzir um valor hash único para cada chave, embora possam ocorrer colisões.
Para construir uma tabela de hash, os seguintes passos são tipicamente seguidos:
1. Definir um array com um tamanho fixo.
2. Definir uma função hash que recebe uma chave e retorna um valor hash.
3. usar a função hash para calcular o valor hash para cada chave e armazenar o par chave-valor no índice correspondente do array.
Tratar colisões usando encadeamento ou outras técnicas.
As duas funções de hash mais comuns são o método de divisão e o método de multiplicação. O método de divisão envolve pegar a chave e dividi-la pelo tamanho do array, tomando o restante como o valor do hash. O método de multiplicação envolve a multiplicação da chave por uma constante entre 0 e 1, pegando a parte fracionária do produto e multiplicando-a pelo tamanho do array.
Ao usar tabelas de hash, podem ocorrer colisões quando duas ou mais chaves têm o mesmo valor de hash. Isto pode levar a um desempenho mais lento e à recuperação incorrecta de dados. No entanto, técnicas como o encadeamento podem ser utilizadas para lidar com colisões e garantir que os dados sejam armazenados e recuperados correctamente.
Em conclusão, as tabelas de hash são uma importante estrutura de dados utilizada em informática para o armazenamento e a recuperação eficientes de dados. Utilizam uma chave única e uma função de hash para calcular um valor de hash, que é utilizado como índice para aceder ao elemento correspondente numa matriz. A colisão de hash pode ocorrer quando duas ou mais chaves têm o mesmo valor de hash, mas podem ser utilizadas técnicas como o encadeamento para lidar com as colisões e garantir um desempenho eficiente.
Existem muitos tipos de estruturas de dados na ciência da computação, incluindo matrizes, listas ligadas, pilhas, filas, árvores, gráficos e tabelas de hash. Cada tipo de estrutura de dados tem as suas próprias características únicas e é adequado para diferentes tipos de aplicações. As tabelas de hash são particularmente úteis para a recuperação rápida de dados com base num valor-chave, tornando-as uma escolha popular para aplicações como bases de dados e motores de busca.
O melhor método de tratamento de colisões para uma tabela de hash depende do caso de uso específico e do tipo de dados que está sendo armazenado. No entanto, alguns métodos de tratamento de colisões comumente usados incluem encadeamento, endereçamento aberto com sondagem linear e endereçamento aberto com sondagem quadrática. Cada método tem suas próprias vantagens e desvantagens, e a escolha do método deve ser baseada em fatores como a carga de dados esperada, requisitos de velocidade e eficiência e a probabilidade de ocorrência de colisões.
A função que causa a dispersão de dados em uma tabela de hash é comumente conhecida como função hash.