【C++】unordered_map unordered_set 底层刨析

文章目录

  • 1. 哈希表的改造
  • 2. unordered_map
  • 3. unordered_set

在这里插入图片描述
C++ STL 库中,unordered_map 和 unordered_set 容器的底层为哈希表,本文将简单模拟哈希表(哈希桶),unordered_map 和 unordered_set 只需封装哈希表的接口即可实现。

1. 哈希表的改造

  1. 模板参数列表的改造

    • K:关键码类型
    • T:不同容器 T 的类型不同,如果是 unordered_map,T 代表一个键值对,如果是 unordered_set,T 为 K
    • KeyOfT:从 T 中获取 Key
    • Hash:哈希函数仿函数对象类型,哈希函数使用除留余数法,需要将 Key 转换为整型数字才能取模
    template<class K, class T, class KeyOfT, class Hash>
    class HashTable;
    
  2. 增加迭代器操作

    // 为了实现简单,在哈希桶的迭代器类中需要用到HashTable本身
    template<class K, class T, class KeyOfT, class Hash>
    class HashTable;// 注意:因为哈希桶在底层是单链表结构,所以哈希桶的迭代器不需要--操作
    template<class K, class T, class KeyOfT, class Hash>
    struct __HTIterator
    {typedef HashNode<T> Node;typedef HashTable<K, T, KeyOfT, Hash> HT;typedef __HTIterator<K, T, KeyOfT, Hash> Self;Node* _node;	// 当前迭代器关联的节点HT* _ht;		// 哈希桶 - 主要是为了找下一个空桶时候方便__HTIterator(Node* node, HT* ht): _node(node), _ht(ht){}T& operator*(){return _node->_data;}Self& operator++(){if (_node->_next){// 当前桶还是节点_node = _node->_next;}else{// 当前桶走完了,找下一个桶KeyOfT kot;Hash hs;size_t hashi = hs(kot(_node->_data)) % _ht->_tables.size();// 找下一个桶hashi++;while (hashi < _ht->_tables.size()){if (_ht->_tables[hashi]){_node = _ht->_tables[hashi];break;}hashi++;}// 后面没有桶了if (hashi == _ht->_tables.size()){_node = nullptr;}}return *this;}bool operator!=(const Self& s){return _node != s._node;}
    };
    
  3. 增加通过 T 获取 key 操作

    template<class K, class T, class KeyOfT, class Hash>
    class HashTable
    {template<class K, class T, class KeyOfT, class Hash>friend struct __HTIterator;typedef HashNode<T> Node;public:typedef __HTIterator<K, T, KeyOfT, Hash> iterator;iterator begin(){for (size_t i = 0; i < _tables.size(); i++){// 找到第一个桶的第一个节点if (_tables[i]){return iterator(_tables[i], this);}}return end();}iterator end(){return iterator(nullptr, this);}HashTable(){_tables.resize(10, nullptr);_n = 0;}~HashTable(){for (size_t i = 0; i < _tables.size(); i++){Node* cur = _tables[i];while (cur){Node* next = cur->_next;delete cur;cur = next;}_tables[i] = nullptr;}}bool Insert(const T& data){KeyOfT kot;if (Find(kot(data)))return false;Hash hs;// 负载因子到1就扩容if (_n == _tables.size()){vector<Node*> newTables(_tables.size() * 2, nullptr);for (size_t i = 0; i < _tables.size(); i++){// 取出旧表中节点,重新计算挂到新表桶中Node* cur = _tables[i];while (cur){Node* next = cur->_next;// 头插到新表size_t hashi = hs(kot(cur->_data)) % newTables.size();cur->_next = newTables[hashi];newTables[hashi] = cur;cur = next;}_tables[i] = nullptr;}_tables.swap(newTables);}size_t hashi = hs(kot(data)) % _tables.size();Node* newnode = new Node(data);// 头插newnode->_next = _tables[hashi];_tables[hashi] = newnode;++_n;return true;}Node* Find(const K& key){KeyOfT kot;Hash hs;size_t hashi = hs(key) % _tables.size();Node* cur = _tables[hashi];while (cur){if (kot(cur->_data) == key){return cur;}cur = cur->_next;}return nullptr;}bool Erase(const K& key){KeyOfT kot;Hash hs;size_t hashi = hs(key) % _tables.size();Node* prev = nullptr;Node* cur = _tables[hashi];while (cur){if (kot(cur->_data) == key){// 删除if (prev){prev->_next = cur->_next;}else{_tables[hashi] = cur->_next;}delete cur;--_n;return true;}prev = cur;cur = cur->_next;}return false;}private:vector<Node*> _tables;	// 指针数组size_t _n;
    };
    

2. unordered_map

  • unordered_map 中存储的是 pair<K, V> 的键值对,K 为 key 的类型,V 为 value 的类型,Hash 为哈希函数类型
  • unordered_map 在实现时,只需将 HashTable 中的接口重新封装即可
template<class K, class V, class Hash = HashFunc<K>>
class unordered_map
{// 通过T获取key的操作struct MapKeyOfT{const K& operator()(const pair<K, V>& kv){return kv.first;}};public:typedef typename hash_bucket::HashTable<K, pair<const K, V>, MapKeyOfT, Hash>::iterator iterator;iterator begin(){return _ht.begin();}iterator end(){return _ht.end();}bool insert(const pair<K, V>& kv){return _ht.Insert(kv);}private:hash_bucket::HashTable<K, pair<const K, V>, MapKeyOfT, Hash> _ht;
};

3. unordered_set

  • unordered_set 的实现类似于 unordered_map
template<class K, class Hash = HashFunc<K>>
class unordered_set
{struct SetKeyOfT{const K& operator()(const K& key){return key;}};public:typedef typename hash_bucket::HashTable<K, const K, SetKeyOfT, Hash>::iterator iterator;iterator begin(){return _ht.begin();}iterator end(){return _ht.end();}bool insert(const K& key){return _ht.Insert(key);}private:hash_bucket::HashTable<K, const K, SetKeyOfT, Hash> _ht;
};

END

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.hqwc.cn/news/620450.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系编程知识网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

pyside6自定义部件库和软件框架的建设记录

自定义的部件库原则上尽量做到前后端分离&#xff0c;接口方便&#xff0c;复制简单。 单选框部件 # encoding: utf-8 ################################################### # 自定义的单选框 #################################################### 对外接口&…

密码学 | 椭圆曲线 ECC 密码学入门(三)

目录 7 这一切意味着什么&#xff1f; 8 椭圆曲线密码学的应用 9 椭圆曲线密码学的缺点 10 展望未来 ⚠️ 原文地址&#xff1a;A (Relatively Easy To Understand) Primer on Elliptic Curve Cryptography ⚠️ 写在前面&#xff1a;本文属搬运博客&#xff0c;自己留…

【Linux】封装一下简单库 理解文件系统

提示&#xff1a;文章写完后&#xff0c;目录可以自动生成&#xff0c;如何生成可参考右边的帮助文档 目录 前言 一、封装一下简单库 二、理解一下stdin(0)、stdout(1)、stderr(3) 2.1、为什么要有0、1、2呢&#xff1f; 2.2、特点 2.3、如果我想让2也和1重定向到一个文件…

百元内的运动蓝牙耳机哪个牌子好?五大高分品牌实测推荐

在追求健康生活的当下&#xff0c;运动已成为许多人日常生活的一部分&#xff0c;而音乐更是运动时的最佳伴侣&#xff0c;对于预算有限的学生党或普通消费者来说&#xff0c;如何在百元内挑选到一款性能优越、品质可靠的运动蓝牙耳机&#xff0c;确实是个不小的挑战&#xff0…

医学图像分割入门-UNet理论与实践

U-Net: 用于图像分割的深度学习网络 引言 在计算机视觉领域&#xff0c;图像分割是一项重要的任务&#xff0c;旨在将图像中的每个像素分配到预定义的类别或区域。传统的图像分割方法通常基于手工设计的特征和启发式算法&#xff0c;但随着深度学习的发展&#xff0c;基于深度…

【Datawhale LLM学习笔记】一、什么是大型语言模型(LLM)

文章目录 1. 什么是大模型2. 检索增强生成 RAG一、什么是 RAG二、RAG 的工作流程 3. langChain介绍一、什么是 LangChain二、LangChain 的核心组件 4. 开发 LLM 应用的整体流程一、何为大模型开发二、大模型开发的一般流程三、搭建 LLM 项目的流程简析&#xff08;以知识库助手…

长波热红外应用

长波热红外通常是指波长范围在8至14微米之间的红外辐射。这种红外辐射主要来自于物体的热能&#xff0c;因此也称为热红外辐射。相比于短波红外&#xff0c;长波热红外更适合用于测量和探测物体的温度&#xff0c;因为它们能够捕捉到物体辐射的长波长热能&#xff0c;从而提供更…

推荐:跟风用的几款在线文档编辑器超好用

在信息化浪潮中&#xff0c;越来越多人开始尝试并依赖在线文档编辑器进行日常的办公和学习。随着技术的不断进步&#xff0c;市场上的在线文档编辑器层出不穷&#xff0c;各有特色。今天&#xff0c;就来给大家推荐几款跟风用的在线文档编辑器&#xff0c;它们不仅功能强大&…

实现iOS App代码混淆

简介 在开发iOS应用程序时&#xff0c;保护代码安全是至关重要的。代码混淆是一种常用的技术&#xff0c;可以增加逆向工程的难度&#xff0c;防止他人对代码的篡改和盗用。本文将介绍如何实现iOS App代码混淆的步骤和操作方法。 整体流程 下面是实现iOS App代码混淆的整体流…

最新彩虹知识付费商城源码 V3.4

最新彩虹知识付费商城源码 V3.4&#xff0c;支持二级分类&#xff0c;多级分销&#xff0c;秒杀&#xff0c;砍价&#xff0c;团购&#xff0c;首页继续浏览&#xff0c;分站个人虚拟余额自定义&#xff0c;最新批量对接&#xff0c;批量下载图片&#xff0c;批量替换标题&…

外贸高手写的开发信为什么回复率很高

关于开发信这个主题&#xff0c;其实已经算是个烂大街的话题。但是在效仿、参考、摸索开发信这一课题的路上&#xff0c;很多小白还是没摸准要旨&#xff0c;走了不少弯路。这也是为什么小编老话题重提的原因。以下整理了外贸高手写开发信用到的技巧和规律&#xff0c;希望能给…

docker安装nessus服务及使用

Nessus 是目前全世界最多人使用的系统漏洞扫描与分析软件&#xff0c;现在软件服务越来越多&#xff0c;越来越复杂&#xff0c;涉及的数据也更多&#xff1b;因此系统完成后对于系统漏洞的检测并对其进行修改十分有必要&#xff0c;本文介绍通过docker安装nessus服务及简单的使…