C programozási nyelven, kivonatolás egy olyan technika, amely magában foglalja nagy mennyiségű adat fix méretű értékké vagy kisebb értékké, úgynevezett hash-vé alakítását. A hash egy hash függvényen keresztül jön létre, amely a bemeneti adatokat egy kimeneti hash-re képezi le. Az eredményül kapott hash érték ezután hatékonyan használható nagy adathalmazokon belüli adatok keresésére, lekérésére és összehasonlítására.
Kivonatolás gyakran használják olyan adatstruktúrákban, mint például a hash táblák, amelyek olyan tömbök, amelyek olyan módon tárolják az adatokat, amelyek lehetővé teszik az adatok gyors beillesztését, törlését és visszakeresését. A hash-érték generálására használt hash függvény leképezi a kulcsot (vagy a tárolandó adatokat) a hash táblán belüli indexhez. Ezt az indexet használják az adatok tárolására a tömb megfelelő helyén.
Kivonatolás több okból is hasznos. Először is, csökkentheti a nagy adathalmazok tárolásához szükséges memória mennyiségét azáltal, hogy az adatokat kisebb értékké alakítja. Másodszor, javíthatja az algoritmusok teljesítményét azáltal, hogy lehetővé teszi az adatok gyorsabb keresését és visszakeresését. Végül segíthet az adatok integritásának biztosításában azáltal, hogy észleli az ismétlődő adatokat, és megakadályozza az ütközéseket (ha két különböző kulcs ugyanahhoz az indexhez van társítva).
A kivonatolás folyamata három fő lépésből áll: a hash függvény létrehozása, a hash érték generálása és az adatok tárolása a hash táblában.
A hash függvény létrehozása magában foglalja egy olyan algoritmus tervezését, amely a bemeneti adatokat egy rögzített méretű értékre képezi le. Ezt az algoritmust úgy kell megtervezni, hogy az adatokat egyenletesen ossza el a hash táblában, hogy csökkentse az ütközések valószínűségét. A jó hash függvénynek gyorsnak, egyszerűnek és determinisztikusnak is kell lennie (azaz mindig ugyanazt a kimenetet kell előállítania ugyanarra a bemenetre).
A hash függvény létrehozása után a következő lépés az adatok hash értékének generálása. Ez magában foglalja az adatok átadását a hash függvényen, amely fix méretű hash értéket ad vissza. Ezt az értéket ezután indexként használják a hash táblán belül az adatok tárolására.
Az adatok tárolása a hash táblában azt jelenti, hogy az adatokat a tömb megfelelő helyére kell helyezni. Ha ütközés történik (azaz ha két különböző kulcs ugyanarra az indexre van leképezve), a hash-tábla használhatja a láncolásnak nevezett technikát, hogy mindkét kulcsot ugyanabban az indexben tárolja. A láncolás során minden indexhez egy csatolt lista jön létre, és a kulcsok hozzáadódnak a csatolt listához.
Kivonatolás C-ben többféle módszerrel is megvalósítható, beleértve az osztási módszert, a szorzási módszert és a hajtogatási módszert. Az osztási módszer abból áll, hogy a kulcs maradékát elosztjuk a hash tábla méretével az index meghatározásához. A szorzási módszer abból áll, hogy a kulcsot megszorozzuk egy állandó értékkel, majd az eredmény töredékét veszik az index meghatározásához. A hajtogatási módszer abból áll, hogy a kulcsot több részre bontják, összeadják, majd az eredmény alapján határozzák meg az indexet.
Hash tábla megvalósítása C nyelven tömbök segítségével:
#include #define size 7 int array[size]; void init() { int i; for(i = 0; i <size; i++) array[i]="-1;" } void insert(int val) { int key="val" % size; if(array[key]="=" -1) array[key]="val;" printf('%d inserted at array[%d]
', val,key); else printf('collision : array[%d] has element %d already!
',key,array[key]); printf('unable to insert %d
',val); del(int not present in the hash table
',val); search(int printf('search found
'); print() i; for(i="0;" i < printf('array[%d]="%d
',i,array[i]);" main() init(); insert(10); insert(4); insert(2); insert(3); printf('hash table
'); print(); printf('
'); printf('deleting value 10..
'); del(10); printf('after deletion 5..
'); del(5); printf('searching 4..
'); search(4); search(10); return 0; pre> <p> <strong>Output</strong> </p> <pre> 10 inserted at array[3] 4 inserted at array[4] 2 inserted at array[2] Collision : array[3] has element 10 already! Unable to insert 3 Hash table array[0] = -1 array[1] = -1 array[2] = 2 array[3] = 10 array[4] = 4 array[5] = -1 array[6] = -1 Deleting value 10.. After the deletion hash table array[0] = -1 array[1] = -1 array[2] = 2 array[3] = -1 array[4] = 4 array[5] = -1 array[6] = -1 Deleting value 5.. 5 not present in the hash table After the deletion hash table array[0] = -1 array[1] = -1 array[2] = 2 array[3] = -1 array[4] = 4 array[5] = -1 array[6] = -1 Searching value 4.. Search Found Searching value 10.. Search Not Found </pre> <p>Hashing is a technique used in computer programming to quickly search and retrieve data from large datasets. In C programming, hashing is often used to implement hash tables or associative arrays. Here are some usage, advantages, and disadvantages of hashing in C:</p> <h2>Usage:</h2> <ul> <li>Hashing can be used to implement efficient data lookup operations, such as searching for a specific value in a large array or table.</li> <li>Hashing can be used to implement data structures like hash tables, which provide constant-time lookup, insertion, and deletion operations.</li> </ul> <h2>Advantages:</h2> <ul> <li>Hashing provides fast data retrieval and search times, making it useful for large datasets where performance is a concern.</li> <li>Hashing is relatively simple to implement in C and can be used to build complex data structures like hash tables or hash maps.</li> <li>Hashing can also be used for data security purposes, such as password storage or data encryption.</li> </ul> <h2>Disadvantages:</h2> <ul> <li>Hashing collisions can occur, which can lead to reduced performance and longer search times.</li> <li>Hashing requires a good hash function that can evenly distribute the data across the hash table. Creating a good hash function can be challenging and time-consuming.</li> <li>Hashing can consume a lot of memory, especially if the hash table needs to store a large number of items or if the hash function has a high collision rate.</li> </ul> <p>In summary, hashing is a useful technique for quickly searching and retrieving data in large datasets, but it has some limitations such as collisions, the need for a good hash function, and high memory consumption.</p> <h2>Conclusion:</h2> <p>Hashing in C is a powerful technique that allows for efficient searching, retrieval, and comparison of data within large data sets. It involves creating a hash function that maps input data to a fixed-size hash value, which is then used as an index within a hash table to store the data. By using hashing, programmers can improve the performance of algorithms and reduce the amount of memory required to store large data sets.</p> <hr></size;> A kivonatolás egy olyan technika, amelyet a számítógépes programozásban használnak nagy adatkészletek gyors keresésére és lekérésére. A C programozásban a hash-t gyakran használják hash táblák vagy asszociatív tömbök megvalósítására. Íme néhány használata, előnyei és hátrányai a kivonatolás C-ben:
Használat:
- A kivonatolás hatékony adatkeresési műveletek megvalósítására használható, például egy adott érték keresésére egy nagy tömbben vagy táblában.
- A kivonatolás felhasználható olyan adatstruktúrák megvalósítására, mint a hash táblák, amelyek állandó idejű keresési, beillesztési és törlési műveleteket biztosítanak.
Előnyök:
- A kivonatolás gyors adatlekérést és keresési időt biztosít, így hasznos nagy adatkészletek esetén, ahol a teljesítmény aggodalomra ad okot.
- A kivonatolás viszonylag egyszerűen megvalósítható C nyelven, és összetett adatstruktúrák, például hash-táblázatok vagy hash-térképek létrehozására használható.
- A kivonatolás adatbiztonsági célokra is használható, például jelszavak tárolására vagy adattitkosításra.
Hátrányok:
- Hashing ütközések fordulhatnak elő, ami csökkent teljesítményhez és hosszabb keresési időhöz vezethet.
- A kivonatoláshoz jó hash függvényre van szükség, amely egyenletesen tudja elosztani az adatokat a hash táblában. Egy jó hash függvény létrehozása kihívást és időigényes lehet.
- A kivonatolás sok memóriát fogyaszthat, különösen akkor, ha a hash táblának nagy számú elemet kell tárolnia, vagy ha a hash függvénynek magas az ütközési aránya.
Összefoglalva, a hash egy hasznos technika a nagy adathalmazokban lévő adatok gyors keresésére és lekérésére, de vannak bizonyos korlátai, mint például az ütközések, a jó hash funkció szükségessége és a nagy memóriafogyasztás.
Következtetés:
A kivonatolás C-ben egy hatékony technika, amely lehetővé teszi az adatok hatékony keresését, visszakeresését és összehasonlítását nagy adathalmazokon belül. Ez magában foglalja egy hash függvény létrehozását, amely leképezi a bemeneti adatokat egy rögzített méretű hash értékre, amelyet ezután indexként használ egy hash táblában az adatok tárolására. A kivonatolás használatával a programozók javíthatják az algoritmusok teljesítményét, és csökkenthetik a nagy adathalmazok tárolásához szükséges memória mennyiségét.