Eine Hashtabelle, auch Hashmap genannt, ist eine Datenstruktur, die Schlüssel-Wert-Paare speichert. Sie ist optimiert für schnellen Zugriff auf die gespeicherten Daten. Hier sind einige grundlegende Aspekte von Hashtabellen:
- Schlüssel und Werte: Jeder Eintrag in einer Hashtabelle besteht aus einem Schlüssel und einem zugehörigen Wert. Der Schlüssel ist einzigartig in der Tabelle, während der Wert beliebige Daten sein können.
- Hashfunktion: Um einen Schlüssel schnell zu lokalisieren, verwendet die Hashtabelle eine Hashfunktion. Diese Funktion nimmt den Schlüssel als Eingabe und gibt einen Hash-Wert zurück, der in der Regel eine Zahl ist. Dieser Hash-Wert bestimmt die Position des Schlüssel-Wert-Paares in der Tabelle.
- Kollisionen: Da verschiedene Schlüssel denselben Hash-Wert haben können, müssen Hashtabellen Kollisionen behandeln. Dies geschieht üblicherweise durch Methoden wie Verkettung (Linking) oder offene Adressierung, bei denen mehrere Schlüssel-Wert-Paare auf dieselbe Position in der Tabelle zugewiesen werden können.
- Zeitkomplexität: Der Hauptvorteil von Hashtabellen ist ihre Effizienz. Der Zugriff auf Elemente, das Einfügen und das Löschen von Einträgen erfolgt im Durchschnitt in konstanter Zeit ((O(1))), abhängig von der Effizienz der Hashfunktion und dem Umgang mit Kollisionen.
- Anwendungsbereiche: Hashtabellen werden in vielen Bereichen eingesetzt, beispielsweise in Datenbanken, Caching-Systemen, zur Vermeidung von Duplikaten in Datensätzen und in vielen anderen Situationen, in denen schneller Datenzugriff erforderlich ist.
Die Effizienz einer Hashtabelle hängt stark von der Qualität der Hashfunktion und der Handhabung von Kollisionen ab. Eine gute Hashfunktion verteilt die Schlüssel gleichmäßig über die Hash-Tabelle, um die Anzahl der Kollisionen zu minimieren.