Wie erreicht Go Maps im Durchschnitt zeitkonstante Schlüsselsuchen?

Wie Go Maps effizient nach Schlüsseln suchen

Trotz der enormen Größe von Go Maps wird behauptet, dass das Abrufen ihrer Schlüssel-Wert-Paare eine erfordert „konstante Anzahl wichtiger Vergleiche im Durchschnitt.“ Um zu verstehen, wie dies möglich ist, schauen wir uns ihre interne Implementierung genauer an.

Go-Maps werden als Hash-Tabellen implementiert, in denen Daten über eine Reihe von Buckets verteilt werden. Jeder Bucket kann bis zu 8 Schlüssel-Wert-Paare aufnehmen, wobei die niederwertigen Bits der Hash-Funktion die Bucket-Zuordnung bestimmen. Um Einträge innerhalb eines Buckets weiter zu unterscheiden, werden die höherwertigen Bits der Hash-Funktion gespeichert.

Wenn die Anzahl der Hash-Schlüssel in einem einzelnen Bucket 8 überschreitet, werden zusätzliche Buckets miteinander verkettet. Dieser Ansatz stellt sicher, dass die Anzahl der Schlüsselvergleiche, die zum Auffinden eines bestimmten Schlüssels erforderlich sind, unabhängig von der Größe der Karte konstant bleibt.

Mit anderen Worten: Das Finden eines Schlüssels in einer Karte mit 2.000 Schlüsseln erfordert kein sequenzielles Durchsuchen alle 2.000 Schlüssel. Stattdessen nutzt es die Hash-Funktion, um direkt auf den entsprechenden Bucket zuzugreifen und eine begrenzte Anzahl von Vergleichen innerhalb dieses Buckets durchzuführen. Dieser Ansatz bietet einen erheblichen Leistungsvorteil, insbesondere bei großen Karten.

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