Что такое хеш-таблица? Как она реализована и используется в Go?

Хеш-таблица (в Go — map) — это структура данных, которая реализует интерфейс ассоциативного массива и позволяет хранить пары «ключ-значение».

Принцип работы:

1. Хеш-функция: Ключ преобразуется в числовое значение (хеш).
2. Бакеты (buckets): Хеш используется для определения индекса в базовом массиве (массиве бакетов), куда будет помещено значение.
3. Коллизии: Если два разных ключа дают одинаковый хеш, возникает коллизия. В Go коллизии разрешаются методом цепочек — в одном бакете хранится небольшой массив ключей и значений.

Сложность операций (в среднем):

• Вставка: O(1)
• Поиск: O(1)
• Удаление: O(1)

В худшем случае (при большом количестве коллизий) сложность может деградировать до O(n).

Реализация и использование в Go:

В Go хеш-таблица представлена встроенным типом map.

// Объявление и инициализация
m := make(map[string]int)

// Вставка / Обновление элемента
m["alpha"] = 1

// Получение элемента
value, exists := m["alpha"] // exists будет true

// Удаление элемента
delete(m, "alpha")

Ключевые особенности map в Go:

• Неупорядоченность: Порядок итерации по элементам map не гарантирован и может меняться.
• Не потокобезопасность: Для конкурентного доступа из нескольких горутин требуется внешняя синхронизация (например, sync.RWMutex) или использование sync.Map.
• Динамическое расширение: При заполнении map до определенного уровня (load factor) происходит её расширение и рехеширование всех элементов, что может вызывать кратковременные задержки.
• Ссылочный тип: map является ссылочным типом. При передаче в функцию копия map по-прежнему указывает на ту же базовую структуру данных.