In der Programmiersprache C Hashing ist eine Technik, bei der eine große Datenmenge in einen Wert fester Größe oder einen kleineren Wert, der als Hash bezeichnet wird, umgewandelt wird. Der Hash wird durch eine Hash-Funktion generiert, die die Eingabedaten einem Ausgabe-Hash zuordnet. Der resultierende Hash-Wert kann dann zum effizienten Suchen, Abrufen und Vergleichen von Daten in großen Datensätzen verwendet werden.

Hashing wird häufig in Datenstrukturen wie Hash-Tabellen verwendet, bei denen es sich um Arrays handelt, die Daten so speichern, dass ein schnelles Einfügen, Löschen und Abrufen von Daten möglich ist. Die zur Generierung des Hash-Werts verwendete Hash-Funktion ordnet den Schlüssel (bzw. die zu speichernden Daten) einem Index innerhalb der Hash-Tabelle zu. Dieser Index wird dann verwendet, um die Daten an der entsprechenden Stelle innerhalb des Arrays zu speichern.

Hashing ist aus mehreren Gründen nützlich. Erstens kann es den Speicherbedarf zum Speichern großer Datensätze reduzieren, indem die Daten in einen kleineren Wert konvertiert werden. Zweitens kann es die Leistung von Algorithmen verbessern, indem es eine schnellere Suche und einen schnelleren Abruf von Daten ermöglicht. Schließlich kann es dazu beitragen, die Datenintegrität sicherzustellen, indem es doppelte Daten erkennt und Kollisionen verhindert (wenn zwei verschiedene Schlüssel demselben Index zugeordnet sind).

Der Hashing-Prozess umfasst drei Hauptschritte: Erstellen der Hash-Funktion, Generieren des Hash-Werts und Speichern der Daten in der Hash-Tabelle.

Zum Erstellen der Hash-Funktion gehört das Entwerfen eines Algorithmus, der die Eingabedaten einem Wert fester Größe zuordnet. Dieser Algorithmus sollte so konzipiert sein, dass er die Daten gleichmäßig über die Hash-Tabelle verteilt, um die Wahrscheinlichkeit von Kollisionen zu verringern. Eine gute Hash-Funktion sollte außerdem schnell, einfach und deterministisch sein (d. h. sie sollte immer die gleiche Ausgabe für die gleiche Eingabe erzeugen).

Sobald die Hash-Funktion erstellt ist, besteht der nächste Schritt darin, den Hash-Wert für die Daten zu generieren. Dabei werden die Daten durch die Hash-Funktion geleitet, die einen Hashwert fester Größe zurückgibt. Dieser Wert wird dann als Index innerhalb der Hash-Tabelle zum Speichern der Daten verwendet.

Das Speichern der Daten in der Hash-Tabelle erfordert das Platzieren der Daten an der entsprechenden Stelle innerhalb des Arrays. Wenn es zu einer Kollision kommt (d. h. wenn zwei verschiedene Schlüssel demselben Index zugeordnet sind), verwendet die Hash-Tabelle möglicherweise eine Technik namens Verkettung, um beide Schlüssel im selben Index zu speichern. Bei der Verkettung wird für jeden Index eine verknüpfte Liste erstellt und die Schlüssel werden der verknüpften Liste hinzugefügt.

Hashing in C kann mit verschiedenen Methoden implementiert werden, einschließlich der Divisionsmethode, der Multiplikationsmethode und der Faltungsmethode. Bei der Divisionsmethode wird der Rest des Schlüssels durch die Größe der Hash-Tabelle geteilt, um den Index zu ermitteln. Bei der Multiplikationsmethode wird der Schlüssel mit einem konstanten Wert multipliziert und dann der Bruchteil des Ergebnisses verwendet, um den Index zu bestimmen. Bei der Faltmethode wird der Schlüssel in mehrere Teile zerlegt, diese addiert und dann anhand des Ergebnisses der Index bestimmt.

Implementierung einer Hash-Tabelle in C mithilfe von Arrays:

 #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
&apos;,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;>

Hashing ist eine Technik, die in der Computerprogrammierung zum schnellen Suchen und Abrufen von Daten aus großen Datensätzen verwendet wird. In der C-Programmierung wird Hashing häufig zur Implementierung von Hash-Tabellen oder assoziativen Arrays verwendet. Hier sind einige Verwendungsmöglichkeiten, Vor- und Nachteile des Hashings in C:

Verwendung:

• Mithilfe von Hashing lassen sich effiziente Datensuchvorgänge implementieren, beispielsweise die Suche nach einem bestimmten Wert in einem großen Array oder einer Tabelle.
• Mit Hashing können Datenstrukturen wie Hash-Tabellen implementiert werden, die Such-, Einfüge- und Löschvorgänge in konstanter Zeit ermöglichen.

Vorteile:

• Hashing bietet schnelle Datenabruf- und Suchzeiten und eignet sich daher für große Datenmengen, bei denen die Leistung ein Problem darstellt.
• Hashing ist in C relativ einfach zu implementieren und kann zum Aufbau komplexer Datenstrukturen wie Hash-Tabellen oder Hash-Maps verwendet werden.
• Hashing kann auch für Zwecke der Datensicherheit eingesetzt werden, beispielsweise zur Passwortspeicherung oder Datenverschlüsselung.

Nachteile:

• Es kann zu Hashing-Kollisionen kommen, die zu Leistungseinbußen und längeren Suchzeiten führen können.
• Hashing erfordert eine gute Hash-Funktion, die die Daten gleichmäßig über die Hash-Tabelle verteilen kann. Das Erstellen einer guten Hash-Funktion kann herausfordernd und zeitaufwändig sein.
• Hashing kann viel Speicher verbrauchen, insbesondere wenn die Hash-Tabelle eine große Anzahl von Elementen speichern muss oder wenn die Hash-Funktion eine hohe Kollisionsrate aufweist.

Zusammenfassend ist Hashing eine nützliche Technik zum schnellen Suchen und Abrufen von Daten in großen Datensätzen, weist jedoch einige Einschränkungen auf, z. B. Kollisionen, die Notwendigkeit einer guten Hash-Funktion und einen hohen Speicherverbrauch.

Abschluss:

Hashing in C ist eine leistungsstarke Technik, die ein effizientes Suchen, Abrufen und Vergleichen von Daten innerhalb großer Datensätze ermöglicht. Dabei wird eine Hash-Funktion erstellt, die Eingabedaten einem Hash-Wert fester Größe zuordnet, der dann als Index in einer Hash-Tabelle zum Speichern der Daten verwendet wird. Durch die Verwendung von Hashing können Programmierer die Leistung von Algorithmen verbessern und den Speicherbedarf für die Speicherung großer Datensätze reduzieren.