Как Dictionary решает проблему прямых и косвенных коллизий?

Question

Dictionary использует метод цепочек (chaining) для разрешения коллизий. Каждый bucket содержит индекс первой entry в цепочке элементов. При коллизии новые элементы добавляются в цепочку через ссылки next. Когда количество элементов превышает определенный порог, Dictionary увеличивает размер buckets и перераспределяет все элементы. Это уменьшает длину цепочек и поддерживает производительность.

YeaHub · Accepted Answer

Метод цепочек (Chaining)Основной принципDictionary хранит элементы в двух массивах:buckets[] - индексы первых элементов цепочекentries[] - массив структур Entry с данными и ссылкамиСтруктура EntryКаждая запись содержит:Ключ и значениеХеш-код ключаИндекс следующей записи в цепочке (next)Процесс разрешения коллизийДобавление элементаВычисляется хеш-код ключаОпределяется индекс bucket: bucketIndex = hash % buckets.LengthЕсли bucket пуст - элемент добавляется напрямуюЕсли bucket занят - элемент добавляется в начало цепочкиПоиск элементаВычисляется хеш и индекс bucketПросматривается вся цепочка данного bucketСравниваются хеш-коды, затем ключи (через Equals)Пример кодаcsharppublic void Add(TKey key, TValue value)
{
    int hash = key.GetHashCode();
    int bucketIndex = hash % buckets.Length;
    
    // Поиск существующего ключа
    for (int i = buckets[bucketIndex]; i >= 0; i = entries[i].next)
    {
        if (entries[i].hash == hash && comparer.Equals(entries[i].key, key))
            throw new ArgumentException("Duplicate key");
    }
    
    // Добавление нового элемента
    int index = freeList.Count > 0 ? freeList.Pop() : count++;
    entries[index] = new Entry(hash, key, value, buckets[bucketIndex]);
    buckets[bucketIndex] = index;
}Ресайзинг (увеличение размера)Когда происходитПри достижении коэффициента заполнения (обычно 0.7-0.8)При длинных цепочках, снижающих производительностьПроцесс ресайзингаСоздается новый массив buckets большего размераВсе существующие элементы перераспределяютсяЦепочки разбиваются, производительность восстанавливаетсяВывод: Dictionary эффективно разрешает коллизии через метод цепочек с автоматическим ресайзингом, обеспечивая амортизированное O(1) время операций.