Hash Tables Tabelas de Espalhamento

Transcrição

1 Hash Tables Tabelas de Espalhamento Estruturas de Prof. Vilson Heck Junior

2 Hash Table Como Estrutura de : Serve para organizar e armazenar dados de forma a agilizar o processo de pesquisa; Pode ser programada de diversas formas, sendo a mais comum com o uso de array e listas dinâmicas.

3 Tabela Hash Usos mais comuns: Indexação de grandes volumes de informação; Classificação por categorias; Softwares per-to-per (BitTorrent); Entre outros.

4 Tabela Hash São elementos compositores: Função Hash (Função de espalhamento); Chaves de Pesquisa; Hash; Array de informações ou de listas de informações.

5 Função Hash esponsável pelo espalhamento (distribuição) dos dados, através da geração do índice do elemento com base em uma determinada chave e operação matemática; O desempenho da tabela, como um todo, é completamente dependente do planejamento desta função; Quanto menos colisões ocorrerem, melhor é a função Hash escolhida, e melhor o desempenho da tabela como um todo.

6 Função Hash Exemplo de Função Hash (1): Supondo que queremos dividir todos os nomes de pessoas em um determinado cadastro pela primeira letra (maiúscula) do nome: public int FuncaoHash(String chave) { } return chave.touppercase().charat(0) 65;

7 Função Hash Exemplo de Função Hash (2): Supondo que queremos dividir todos os CPFs de pessoas em um determinado cadastro de 100 em 100 registros: public int FuncaoHash(long chave) { } return (int)(chave % 100);

8 Chave Hash É o valor que será utilizado pela fórmula Hash para o espalhamento dos dados; Como no exemplo anterior, a chave utilizada como parâmetro da função, nada mais é do que uma string contendo o nome que se pretende espalhar separando pela primeira letra do nome.

9 Índice Hash Índice é o valor que é retornado pela função Hash; É um número que representa a posição no array de dados aonde a informação deverá ser inserida.

10 Array de Informações É um array que pode armazenar diretamente os valores, para cada uma das posições resultantes da função Hash, ou armazenar referências para as listas de dados associadas a uma determinada posição fornecida pela Função Hash.

11 xemplo Distribuindo números de X em X: Imagine que temos um banco de dados de uma instituição bancária. Neste banco de dados, definimos como chave para uma tabela Hash o número da conta-corrente do cliente. Queremos então dividir, através da tabela Hash, as contas bancarias dos clientes em 6 grupos.

12 xemplo Distribuindo números de X em X: Este banco de dados esta sempre crescendo; Por isso não podemos definir limiares fixos separando grupos de contas. Uma das soluções, seria, separar os números das contas, inclusive as futuras novas, de X em X números. Como isto? Segue a demonstração:

13 Entrada Função Hash = E % L E = L (Largura; ) =

14 Entrada Função Hash L (Largura; ) = E % L E = =

15 Entrada Função Hash L (Largura; ) = E % L E = = 03

16 Entrada Função Hash L (Largura; ) = E % L E = = 03

17 Entrada Função Hash L (Largura; ) = E % L E = = 03

18 Entrada Função Hash = E % L E = L (Largura; ) =

19 Entrada Função Hash L (Largura; ) = E % L E = =

20 Entrada Função Hash L (Largura; ) = E % L E = =

21 Entrada Função Hash L (Largura; ) = E % L E = =

22 Entrada Função Hash L (Largura; ) = E % L E = =

23 11 Entrada Função Hash = E % L E = L (Largura; ) =

24 Entrada 11 Função Hash L (Largura; ) = E % L E = 11 =

25 Entrada Função Hash 11 L (Largura; ) = E % L E = 11 =

26 Entrada Função Hash L (Largura; ) 11 = E % L E = 11 =

27 Entrada Função Hash L (Largura; ) 11 = E % L E = 11 =

28 Entrada Função Hash L (Largura; ) 11 = E % L E = 11 =

29 Entrada Função Hash L (Largura; ) = E % L E = 11 = 11

30 06 Entrada Função Hash = E % L E = L (Largura; ) = 11

31 Entrada 06 Função Hash L (Largura; ) = E % L E = 06 = 11

32 Entrada Função Hash 06 L (Largura; ) = E % L E = = 00 11

33 Entrada Função Hash L (Largura; ) 06 = E % L E = = 00 11

34 Entrada Função Hash L (Largura; ) = E % L E = =

35 20 Entrada Função Hash = E % L E = L (Largura; ) = 06 11

36 Entrada 20 Função Hash L (Largura; ) = E % L E = 20 = 06 11

37 Entrada Função Hash 20 L (Largura; ) = E % L E = 20 =

38 Entrada Função Hash L (Largura; ) 20 = E % L E = 20 =

39 Entrada Função Hash L (Largura; ) = E % L E = 20 =

40 35 Entrada Função Hash = E % L E = L (Largura; ) =

41 Entrada 35 Função Hash L (Largura; ) = E % L E = 35 =

42 Entrada Função Hash 35 L (Largura; ) = E % L E = 35 =

43 Entrada Função Hash L (Largura; ) 35 = E % L E = 35 =

44 Entrada Função Hash L (Largura; ) 35 = E % L E = 35 =

45 Entrada Função Hash L (Largura; ) = E % L E = 35 =

46 Entrada Função Hash L (Largura; ) = E % L E = 35 =

47 xercícios 1. Crie uma função Hash que separa números de CPF de 200 em 200 elementos; 2. Com a função h(k) = k % 11, desenhe o resultado de uma Hash Table para os dados: 82, 31, 28, 4, 45, 27, 59, 79, 35; 3. Com a função hash abaixo, desenhe o resultado de uma Hash Table com os seguintes valores: 80, 35, 29, 33, 19, 18, 40, 10, 6, 21; public static int funcaohash(int valor) { } if (valor % 2 == 0) { return 0; } else if (valor % 3 == 0) { } return 1; return 2;

48 Trabalho Hash Table Uma empresa precisa de um programa de computador que efetue o cadastro de compradores. Os compradores deverão ser alocados e recuperados rapidamente da memória. Crie o programa para esta empresa, alocando os Compradores em uma hash table. Use sua criatividade para escolher os componentes que irá utilizar para construir a Hash Table; A chave hash deverá ser composta pelo NOME do comprador; Cada comprador tem os seguintes dados: Nome; CPF; G; Telefone.