C开源hash代码uthash的用法总结（1）

引用http://houjixin.blog.163.com/blog/static/356284102013101310454673/

uthash 是C的比较优秀的开源代码，它实现了常见的hash操作函数，例如查找、插入、删除等待。该套开源代码采用宏的方式实现hash函数的相关功能，支持C语言的任意数据结构最为key值，甚至可以采用多个值作为key，无论是自定义的struct还是基本数据类型，需要注意的是不同类型的key其操作接口方式略有不通。

      使用uthash代码时只需要包含头文件"uthash.h"即可。由于该代码采用宏的方式实现，所有的实现代码都在uthash.h文件中，因此只需要在自己的代码中包含该头文件即可。可以通过下面两种方式获取源代码：

• 通过官方下载链接：

https://github.com/troydhanson/uthash

• 国外网络无法访问的时候，可以从下面网址获取：

http://download.csdn.net/detail/hjx_1000/6539789

• 另外，uthash的英文使用文档介绍可从下面网址获得：

http://troydhanson.github.io/uthash/userguide.html#_add_item

1．uthash的效率

      uthash的插入、查找、删除的操作时间都是常量，当然这个常量的值收到key以及所选择的hash函数的影响，uthash共提供了7中函数函数，一般情况下选择默认的即可。如果对效率要求特别高时，可以再根据自己的需求选择适合自己的hash函数。

2、uthash的使用

      在hash操作中，都是按照“键-值“对的方式进行插、查等操作，在uthash中，其基本数据结构就是一个包含“键-值“对的结构体，另外，该结构体中还包含一个uthash内部使用的hash处理句柄，如下代码所示：

#include"uthash.h" struct my_struct {    int id;                    /* key */    char name[10];    UT_hash_handle hh;         /* makes this structure hashable */};

其中：

• id是键（key）；
• name是值，即自己要保存的数据域，这里可以根据自己的需要让它变成结构体指针或者其他类型都可以；
• hh是内部使用的hash处理句柄，在使用过程中，只需要在结构体中定义一个UT_hash_handle类型的变量即可，不需要为该句柄变量赋值，但必须在该结构体中定义该变量。
•       Uthash所实现的hash表中可以提供类似于双向链表的操作，可以通过结构体成员hh的 hh.prev和hh.next获取当前节点的上一个节点或者下一个节点。

3．Key类型为int的简单示例

1）定义一个键为int类型的hash结构体：

#include "uthash.h" struct my_struct {    int ikey;                    /* key */    char value[10];UT_hash_handle hh;              };     struct my_struct *g_users = NULL;

这里需要注意:

 key的类型为int，key的类型不一样，后面的插入、查找调用的接口函数就不一样，因此要求确保key的类型与uthash的接口函数一致。
必须提供UT_hash_handle变量hh，无需为其初始化。
定义一个hash结构的空指针users，用于指向保存数据的hash表，必须初始化为空，在后面的查、插等操作中，uthash内部会根据其是否为空而进行不同的操作。

2）实现自己的查找接口函数：

struct my_struct *find_user(int ikey) {    struct my_struct *s;HASH_FIND_INT(g_users, &ikey, s );return s;}

其实现过程就是先定义一个hash结构体指针变量，然后通过HASH_FIND_INT接口找到该key所对应的hash结构体。这里需要注意：

Uthash为整型key提供的查找接口为HASH_FIND_INT；
传给接口HASH_FIND_INT的第一个参数就是在1）中定义的指向hash表的指针，传入的第二个参数是整型变量ikey的地址。

3）实现自己的插入接口函数：

void add_user(int ikey, char *value_buf) {    struct my_struct *s;    HASH_FIND_INT(g_users, &ikey, s);  /* 插入前先查看key值是否已经在hash表g_users里面了 */    if (s==NULL) {      s = (struct my_struct*)malloc(sizeof(struct my_struct));      s->ikey = ikey;      HASH_ADD_INT(g_users, ikey, s );  /* 这里必须明确告诉插入函数，自己定义的hash结构体中键变量的名字 */    }    strcpy(s-> value, value_buf);}

由于uthash要求键（key）必须唯一，而uthash内部未对key值得唯一性进行很好的处理，因此它要求外部在插入操作时要确保其key值不在当前的hash表中，这就需要，在插入操作时，先查找hash表看其值是否已经存在，不存在在时再进行插入操作，在这里需要特别注意以下两点：

插入时，先查找，当键不在当前的hash表中时再进行插入，以确保键的唯一性。
需调用插入接口函数时需要明确告诉接口函数，自己定义的键变量的名字是什么。

4）实现删除接口

void delete_user(int ikey) {    struct my_struct *s = NULL;    HASH_FIND_INT(g_users, &ikey, s);    if (s==NULL) {      HASH_DEL(g_users, s);       free(s);                }}

      删除操作的接口函数为HASH_DEL，只需要告诉该接口要释放哪个hash表（这里是g_users）里的哪个节点（这里是s），需要注意：释放申请的hash结构体变量，uthash函数只将结构体从hash表中移除，并未释放该结构体所占据的内存。

5）清空hash表

void delete_all() {  struct my_struct *current_user, *tmp;   HASH_ITER(hh, users, current_user, tmp) {    HASH_DEL(g_users,current_user);  free(current_user);              }}

这里需要注意：uthash内部提供了另外一个清空函数:

HASH_CLEAR(hh, g_users);

函数，但它不释放各节点的内存，因此尽量不要使用它，

6）统计hash表中的已经存在的元素数

该操作使用函数HASH_COUNT即可获取到当前hash表中的元素数，其用法为：

unsigned int num_users;num_users = HASH_COUNT(g_users);printf("there are %u items\n", num_users);

7、遍历元素

      在开发过程中，可能需要对整个hash表进行遍历，这里可以通过hh.next获取当前元素的下一个元素。具体遍历方法为：

struct my_struct *s, *tmp;HASH_ITER(hh, g_users, s, tmp) {    printf("user ikey %d: value %s\n", s->ikey, s->value);    /* ... it is safe to delete and free s here */}

另外还有一种不安全的删除方法，尽量避免使用它：

void print_users() {    struct my_struct *s;     for(s=g_users; s != NULL; s=s->hh.next) {        printf("user ikey %d: value %s\n", s->ikey, s->value);    }}

4． 其他类型key的使用

       本节主要关于key值类型为其他任意类型，例如整型、字符串、指针、结构体等时的用法。

         注意：在使用key值为浮点类型时，由于浮点类型的比较受到精度的影响，例如：1.0000000002被认为与1相等，这些问题在uthash中也存在。

4.1． int类型key

       前面就是以int类型的key作为示例，总结int类型key使用方法，可以看到其查找和插入分别使用专用接口:HASH_FIND_INT和ASH_ADD_INT。

4.2． 字符指针char*类型key与字符数组char key[100]类型key

       特别注意在Strting类型中，uthash对指针char*和字符数组（例如char key[100]）做了区分，这两种情况下使用的接口函数时不一样的。在添加的时候，key的类型为指针时使用接口函数HASH_ADD_KEYPTR，key的类型为字符数组时，使用接口函数HASH_ADD_STR，除了添加的接口不一样外，其他的查找、删除、变量等接口函数都是一样的。

4.3．使用地址作为key

          在uthash中也可使用地址做key进行hash操作，使用地址作为key值时，其类型为void*，这样它就可以支持任意类型的地址了。在使用地址作为key时，插入和查找的专用接口函数为HASH_ADD_PTR和HASH_FIND_PTR，其余接口是一样的。

4.3．其他非常用类型key

       在uthash中还可使用结构体作为key，甚至可以采用组合的方式让多个值作为key，这些在其官方的网站张均有较详细的使用示例。在使用uthash需要注意以下几点：

•  在定义hash结构体时不要忘记定义UT_hash_handle的变量
•  需确保key值唯一，如果插入key-value对时，key值已经存在，再插入的时候就会出错。
• 不同的key值，其增加和查找调用的接口函数不一样，具体可见第4节。一般情况下，不通类型的key，其插入和查找接口函数是不一样的，删除、遍历、元素统计接口是通用的，特殊情况下，字符数组和字符串作为key值时，其插入接口函数不一样，但是查找接口是一样的。