Go のマップはどのようにして平均して定常時間のキー検索を実現するのでしょうか?

Golang マップの内部実装: キー検索メカニズム

Go では、マップはハッシュ テーブルを利用して、キーと値のペアを効率的に格納および取得します。内部実装により、キーの検索には「平均して一定数のキー比較」が必要になります。これは、検索の時間計算量がハッシュ テーブルのサイズに依存しないことを意味します。

マップの内部データ構造はバケットの配列で構成され、各バケットは最大 8 つのキーと値のペアを保持します。キーのハッシュ値によって、キーが保存されるバケットが決まります。下位ビットは特定のバケットを示し、上位ビットは同じバケット内のエントリを区別するために使用されます。

キーが 8 つを超える場合ハッシュを同じバケットに追加する場合、マップはチェーン メカニズムを採用し、追加のバケットを元のバケットにリンクします。これにより、複数のキーが同じハッシュ値を持つ衝突を効率的に処理できます。

検索パフォーマンスの観点から、Go マップはキーのハッシュ値に対応するバケットを検索します。平均して、バケット内の少数のエントリのみ、具体的にはマップ内のエントリの総数の半分未満のみが検査されます。その結果、大きな地図であっても、検索操作は迅速かつ効率的に実行されます。

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