SGISTL源码探究-关联式容器:hash_set

前言

在上小节中,我们已经分析了hashtable的实现,它只是hash_set和hash_map的预备知识。在本小节中,我们将进入到关联式容器hash_set的源码中,一窥究竟。

hash_set的实现

由于hash_set并没有自己定义的迭代器,所以接下来我们先对它的定义部分以及数据结构进行分析,然后是它的构造函数以及常用操作等。

定义部分及数据结构

#ifndef __STL_LIMITED_DEFAULT_TEMPLATEStemplate <class Value, class HashFcn = hash<Value>,          class EqualKey = equal_to<Value>,          class Alloc = alloc>#elsetemplate <class Value, class HashFcn, class EqualKey, class Alloc = alloc>#endifclass hash_set{private:  //hash_set内部的hashtable成员变量rep  typedef hashtable<Value, Value, HashFcn, identity<Value>,                    EqualKey, Alloc> ht;  ht rep;public:  //定义的别名部分  typedef typename ht::key_type key_type;  typedef typename ht::value_type value_type;  typedef typename ht::hasher hasher;  typedef typename ht::key_equal key_equal;  typedef typename ht::size_type size_type;  typedef typename ht::difference_type difference_type;  typedef typename ht::const_pointer pointer;  typedef typename ht::const_pointer const_pointer;  typedef typename ht::const_reference reference;  typedef typename ht::const_reference const_reference;  //迭代器是const的,代表不能通过迭代器修改hash_set的值,这个和set类似  typedef typename ht::const_iterator iterator;  typedef typename ht::const_iterator const_iterator;  //通过hashtable取得哈希函数对象还有比较key的函数对象  hasher hash_funct() const { return rep.hash_funct(); }  key_equal key_eq() const { return rep.key_eq(); }

构造函数

public:  //默认大小为100个bucket,但是传进去后会被调整,所以实际上比100更大  hash_set() : rep(100, hasher(), key_equal()) {}  //禁止隐式转换,传入n,指定大小,其余的取默认值  explicit hash_set(size_type n) : rep(n, hasher(), key_equal()) {}  //指定大小n以及哈希函数,其余取默认值  hash_set(size_type n, const hasher& hf) : rep(n, hf, key_equal()) {}  //指定大小n及哈希函数还有比较key的大小的函数  hash_set(size_type n, const hasher& hf, const key_equal& eql)    : rep(n, hf, eql) {}  /* 下面传入迭代器进行构造   * 重载了很多版本,这里就不一一细讲了   * 因为里面的实现都是调用hashtable中的insert_unique函数进行插入   */#ifdef __STL_MEMBER_TEMPLATES  template <class InputIterator>  hash_set(InputIterator f, InputIterator l)    : rep(100, hasher(), key_equal()) { rep.insert_unique(f, l); }  template <class InputIterator>  hash_set(InputIterator f, InputIterator l, size_type n)    : rep(n, hasher(), key_equal()) { rep.insert_unique(f, l); }  template <class InputIterator>  hash_set(InputIterator f, InputIterator l, size_type n,           const hasher& hf)    : rep(n, hf, key_equal()) { rep.insert_unique(f, l); }  template <class InputIterator>  hash_set(InputIterator f, InputIterator l, size_type n,           const hasher& hf, const key_equal& eql)    : rep(n, hf, eql) { rep.insert_unique(f, l); }#else  hash_set(const value_type* f, const value_type* l)    : rep(100, hasher(), key_equal()) { rep.insert_unique(f, l); }  hash_set(const value_type* f, const value_type* l, size_type n)    : rep(n, hasher(), key_equal()) { rep.insert_unique(f, l); }  hash_set(const value_type* f, const value_type* l, size_type n,           const hasher& hf)    : rep(n, hf, key_equal()) { rep.insert_unique(f, l); }  hash_set(const value_type* f, const value_type* l, size_type n,           const hasher& hf, const key_equal& eql)    : rep(n, hf, eql) { rep.insert_unique(f, l); }  hash_set(const_iterator f, const_iterator l)    : rep(100, hasher(), key_equal()) { rep.insert_unique(f, l); }  hash_set(const_iterator f, const_iterator l, size_type n)    : rep(n, hasher(), key_equal()) { rep.insert_unique(f, l); }  hash_set(const_iterator f, const_iterator l, size_type n,           const hasher& hf)    : rep(n, hf, key_equal()) { rep.insert_unique(f, l); }  hash_set(const_iterator f, const_iterator l, size_type n,           const hasher& hf, const key_equal& eql)    : rep(n, hf, eql) { rep.insert_unique(f, l); }#endif /*__STL_MEMBER_TEMPLATES */

常用操作

public:  //返回大小,调用hashtable提供的函数  size_type size() const { return rep.size(); }  size_type max_size() const { return rep.max_size(); }  //判空,若为空返回true,还是调用的hashtable提供的函数  bool empty() const { return rep.empty(); }  //交换  void swap(hash_set& hs) { rep.swap(hs.rep); }  friend bool operator== __STL_NULL_TMPL_ARGS (const hash_set&,                                               const hash_set&);  //调用hashtable提供的begin和end  iterator begin() const { return rep.begin(); }  iterator end() const { return rep.end(); }public:  /* 插入元素   * 调用hashtable提供的插入操作   * 然后返回一个pair, 第一个元素指向插入的元素,第二个元素代表插入是否成功   */  pair<iterator, bool> insert(const value_type& obj)    {      pair<typename ht::iterator, bool> p = rep.insert_unique(obj);      return pair<iterator, bool>(p.first, p.second);    }  /* 范围插入,转而调用hashtable提供的insert_unique */#ifdef __STL_MEMBER_TEMPLATES  template <class InputIterator>  void insert(InputIterator f, InputIterator l) { rep.insert_unique(f,l); }#else  void insert(const value_type* f, const value_type* l) {    rep.insert_unique(f,l);  }  void insert(const_iterator f, const_iterator l) {rep.insert_unique(f, l); }#endif /*__STL_MEMBER_TEMPLATES */  pair<iterator, bool> insert_noresize(const value_type& obj)  {    pair<typename ht::iterator, bool> p = rep.insert_unique_noresize(obj);    return pair<iterator, bool>(p.first, p.second);  }  //查找为key的元素,并返回指向其的迭代器  iterator find(const key_type& key) const { return rep.find(key); }  //计算为key的元素个数  size_type count(const key_type& key) const { return rep.count(key); }  pair<iterator, iterator> equal_range(const key_type& key) const    { return rep.equal_range(key); }  /* 删除操作,也是调用的hashtable提供的函数 */  size_type erase(const key_type& key) {return rep.erase(key); }  void erase(iterator it) { rep.erase(it); }  void erase(iterator f, iterator l) { rep.erase(f, l); }  //清除函数  void clear() { rep.clear(); }public:  //重建操作  void resize(size_type hint) { rep.resize(hint); }  //返回bucket的个数  size_type bucket_count() const { return rep.bucket_count(); }  size_type max_bucket_count() const { return rep.max_bucket_count(); }  //返回对应bucket的节点个数  size_type elems_in_bucket(size_type n) const    { return rep.elems_in_bucket(n); }};//重载==操作符,其实也是调用的hashtable中重载的==操作符template <class Value, class HashFcn, class EqualKey, class Alloc>inline bool operator==(const hash_set<Value, HashFcn, EqualKey, Alloc>& hs1,                       const hash_set<Value, HashFcn, EqualKey, Alloc>& hs2){  return hs1.rep == hs2.rep;}#ifdef __STL_FUNCTION_TMPL_PARTIAL_ORDERtemplate <class Val, class HashFcn, class EqualKey, class Alloc>inline void swap(hash_set<Val, HashFcn, EqualKey, Alloc>& hs1,                 hash_set<Val, HashFcn, EqualKey, Alloc>& hs2) {  hs1.swap(hs2);}#endif /* __STL_FUNCTION_TMPL_PARTIAL_ORDER */

小结

本小节我们对hash_set容器的实现进行了分析,可以发现它和红黑树以及set之间的关系很类似,都是底层实现了之后,set或hash_set实现时,基本上都是转而调用底层提供的接口,并且都不能通过迭代器修改值。要说set和hash_set的区别,因为底层的实现不同,所以set支持自动排序,但是hash_set不支持自动排序。
在下一节中,我们将对hash_map的实现进行分析。