Коллизия в контексте хэширования — это ситуация, когда для двух или более различных ключей функция хэширования вычисляет одинаковое хэш-значение. Это происходит, когда диапазон возможных входных ключей значительно больше, чем диапазон возможных хэш-значений, что характерно для большинства реальных сценариев хэширования.
Коллизии могут возникать по следующим причинам:
- Принцип Дирихле: Если число входных элементов (ключей) превышает число возможных хэш-значений, то хотя бы два входных элемента должны иметь одинаковое хэш-значение. Это неотъемлемое свойство многих к одному отображений.
- Свойства хэш-функции: Неидеальность (хотя и достаточно хорошей для практических целей) хэш-функции. Идеальная хэш-функция должна равномерно распределять входные значения по всему диапазону хэш-значений, но это сложнодостижимо на практике. Некоторые хэш-функции могут иметь тенденцию генерировать больше коллизий для определенных наборов входных данных.
- Одинаковые входные данные после преобразования: Если хэш-функция использует только часть входных данных или выполняет преобразования, которые приводят к одинаковым результатам для разных исходных данных.
Например, простая хэш-функция для строк, суммирующая ASCII-значения символов, приведет к коллизии для строк "ab" и "ba", так как сумма ASCII-значений будет одинаковой.
cpp
Несмотря на то, что коллизии неизбежны в большинстве практических сценариев, существует множество методов для их разрешения, таких как:
- Метод цепочек (Separate Chaining): Каждый элемент хэш-таблицы (корзина) хранит список или другую структуру данных для хранения всех элементов, хэширующихся в эту корзину.
- Метод открытой адресации (Open Addressing): При коллизии элемент помещается в другую корзину, найденную с помощью определенной стратегии (линейное, квадратичное зондирование, двойное хэширование и т.д.).