STL源码剖析——关联容器之hash_map
来源:互联网 发布:淘宝 定金 尾款 编辑:程序博客网 时间:2024/06/05 06:55
前言
由于前文介绍的《散列表hashtable》中,可以知道hash table在查找、删除和插入节点是常数时间,优于RB-Tree红黑树,所以在SGI STL中提供了底层机制基于hash table的hash_map容器,hash_map和map类似,但是不同点是hash_map容器中的元素是没有排序的,因为hash table没有提供排序功能。本文源码出自SGI STL的<stl_hash_map.h>文件。
hash_map源码剖析
#ifndef __SGI_STL_INTERNAL_HASH_MAP_H#define __SGI_STL_INTERNAL_HASH_MAP_H#include <concept_checks.h>__STL_BEGIN_NAMESPACE#if defined(__sgi) && !defined(__GNUC__) && (_MIPS_SIM != _MIPS_SIM_ABI32)#pragma set woff 1174#pragma set woff 1375#endif//hash_map的底层是基于hash table的,hash table没有提供排序,所以hash_map容器里面的内容是没排序的// Forward declaration of equality operator; needed for friend declaration.template <class _Key, class _Tp, class _HashFcn __STL_DEPENDENT_DEFAULT_TMPL(hash<_Key>), class _EqualKey __STL_DEPENDENT_DEFAULT_TMPL(equal_to<_Key>), class _Alloc = __STL_DEFAULT_ALLOCATOR(_Tp) >class hash_map;template <class _Key, class _Tp, class _HashFn, class _EqKey, class _Alloc>inline bool operator==(const hash_map<_Key, _Tp, _HashFn, _EqKey, _Alloc>&, const hash_map<_Key, _Tp, _HashFn, _EqKey, _Alloc>&);template <class _Key, class _Tp, class _HashFcn, class _EqualKey, class _Alloc>class hash_map{ // requirements: __STL_CLASS_REQUIRES(_Key, _Assignable); __STL_CLASS_REQUIRES(_Tp, _Assignable); __STL_CLASS_UNARY_FUNCTION_CHECK(_HashFcn, size_t, _Key); __STL_CLASS_BINARY_FUNCTION_CHECK(_EqualKey, bool, _Key, _Key);private://_Select1st<>取出键值key,_Select1st<>定义在<stl_function.h>/*template <class _Arg, class _Result>struct unary_function { typedef _Arg argument_type; typedef _Result result_type;};template <class _Pair>struct _Select1st : public unary_function<_Pair, typename _Pair::first_type> { const typename _Pair::first_type& operator()(const _Pair& __x) const {return __x.first; }};*/ typedef hashtable<pair<const _Key,_Tp>,_Key,_HashFcn, _Select1st<pair<const _Key,_Tp> >,_EqualKey,_Alloc> _Ht; _Ht _M_ht;//底层机制以hash table完成public://以下的内嵌类型均来是hash table typedef typename _Ht::key_type key_type; typedef _Tp data_type; typedef _Tp mapped_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::pointer pointer; typedef typename _Ht::const_pointer const_pointer; typedef typename _Ht::reference reference; typedef typename _Ht::const_reference const_reference; typedef typename _Ht::iterator iterator; typedef typename _Ht::const_iterator const_iterator; typedef typename _Ht::allocator_type allocator_type; //返回hash相关函数 hasher hash_funct() const { return _M_ht.hash_funct(); } key_equal key_eq() const { return _M_ht.key_eq(); } allocator_type get_allocator() const { return _M_ht.get_allocator(); }public://构造函数//缺省情况使用大小为100,但是实际分配的空间大小为不小于100的最小素数//只是空的hash_map,不存储元素节点 hash_map() : _M_ht(100, hasher(), key_equal(), allocator_type()) {} //指定大小n的hash_map表 explicit hash_map(size_type __n) : _M_ht(__n, hasher(), key_equal(), allocator_type()) {} //指定大小为n,且指定hash函数的hash_map hash_map(size_type __n, const hasher& __hf) : _M_ht(__n, __hf, key_equal(), allocator_type()) {} //指定大小为n,且指定hash函数和键值比较函数的hash_map hash_map(size_type __n, const hasher& __hf, const key_equal& __eql, const allocator_type& __a = allocator_type()) : _M_ht(__n, __hf, __eql, __a) {}#ifdef __STL_MEMBER_TEMPLATES //以下hash_map的插入操作使用hash table的insert_unique插入 //不允许有相同的键值插入 //用某个范围的元素初始化hash_map对象 //相当于把某个范围[f,l)插入到空的hash_map template <class _InputIterator> hash_map(_InputIterator __f, _InputIterator __l) : _M_ht(100, hasher(), key_equal(), allocator_type()) { _M_ht.insert_unique(__f, __l); }//调用hash table的插入函数 template <class _InputIterator> hash_map(_InputIterator __f, _InputIterator __l, size_type __n) : _M_ht(__n, hasher(), key_equal(), allocator_type()) { _M_ht.insert_unique(__f, __l); } template <class _InputIterator> hash_map(_InputIterator __f, _InputIterator __l, size_type __n, const hasher& __hf) : _M_ht(__n, __hf, key_equal(), allocator_type()) { _M_ht.insert_unique(__f, __l); } template <class _InputIterator> hash_map(_InputIterator __f, _InputIterator __l, size_type __n, const hasher& __hf, const key_equal& __eql, const allocator_type& __a = allocator_type()) : _M_ht(__n, __hf, __eql, __a) { _M_ht.insert_unique(__f, __l); }#else hash_map(const value_type* __f, const value_type* __l) : _M_ht(100, hasher(), key_equal(), allocator_type()) { _M_ht.insert_unique(__f, __l); } hash_map(const value_type* __f, const value_type* __l, size_type __n) : _M_ht(__n, hasher(), key_equal(), allocator_type()) { _M_ht.insert_unique(__f, __l); } hash_map(const value_type* __f, const value_type* __l, size_type __n, const hasher& __hf) : _M_ht(__n, __hf, key_equal(), allocator_type()) { _M_ht.insert_unique(__f, __l); } hash_map(const value_type* __f, const value_type* __l, size_type __n, const hasher& __hf, const key_equal& __eql, const allocator_type& __a = allocator_type()) : _M_ht(__n, __hf, __eql, __a) { _M_ht.insert_unique(__f, __l); } hash_map(const_iterator __f, const_iterator __l) : _M_ht(100, hasher(), key_equal(), allocator_type()) { _M_ht.insert_unique(__f, __l); } hash_map(const_iterator __f, const_iterator __l, size_type __n) : _M_ht(__n, hasher(), key_equal(), allocator_type()) { _M_ht.insert_unique(__f, __l); } hash_map(const_iterator __f, const_iterator __l, size_type __n, const hasher& __hf) : _M_ht(__n, __hf, key_equal(), allocator_type()) { _M_ht.insert_unique(__f, __l); } hash_map(const_iterator __f, const_iterator __l, size_type __n, const hasher& __hf, const key_equal& __eql, const allocator_type& __a = allocator_type()) : _M_ht(__n, __hf, __eql, __a) { _M_ht.insert_unique(__f, __l); }#endif /*__STL_MEMBER_TEMPLATES */public://以下的函数操作只是调用hash table的成员函数//返回 hash_map 容器中元素的个数. size_type size() const { return _M_ht.size(); }//返回hash_map容器最大存储元素的个数. size_type max_size() const { return _M_ht.max_size(); }//Returns a bool value indicating whether the hash_map container is empty,//i.e. whether its size is 0. bool empty() const { return _M_ht.empty(); } //交换两个存储相同元素类型的hash_map容器内容,但是hash_map容器大小可以不同 void swap(hash_map& __hs) { _M_ht.swap(__hs._M_ht); }#ifdef __STL_MEMBER_TEMPLATES template <class _K1, class _T1, class _HF, class _EqK, class _Al> friend bool operator== (const hash_map<_K1, _T1, _HF, _EqK, _Al>&, const hash_map<_K1, _T1, _HF, _EqK, _Al>&);#else /* __STL_MEMBER_TEMPLATES */ friend bool __STD_QUALIFIER operator== __STL_NULL_TMPL_ARGS (const hash_map&, const hash_map&);#endif /* __STL_MEMBER_TEMPLATES */ iterator begin() { return _M_ht.begin(); } iterator end() { return _M_ht.end(); } const_iterator begin() const { return _M_ht.begin(); } const_iterator end() const { return _M_ht.end(); }public://插入元素/*(1)pair<iterator,bool> insert ( const value_type& val );(2)template <class InputIterator>void insert ( InputIterator first, InputIterator last );*///不允许有重复的键值//返回pair第二个参数second若为true则插入成功 pair<iterator,bool> insert(const value_type& __obj) { return _M_ht.insert_unique(__obj); }//调用hash table的insert_unique()函数#ifdef __STL_MEMBER_TEMPLATES template <class _InputIterator> void insert(_InputIterator __f, _InputIterator __l) { _M_ht.insert_unique(__f,__l); }#else void insert(const value_type* __f, const value_type* __l) { _M_ht.insert_unique(__f,__l); } void insert(const_iterator __f, const_iterator __l) { _M_ht.insert_unique(__f, __l); }#endif /*__STL_MEMBER_TEMPLATES */ pair<iterator,bool> insert_noresize(const value_type& __obj) { return _M_ht.insert_unique_noresize(__obj); } //Searches the container for an element with k as key and returns an iterator to it if found, //otherwise it returns an iterator to hash_map::end iterator find(const key_type& __key) { return _M_ht.find(__key); } const_iterator find(const key_type& __key) const { return _M_ht.find(__key); } //If k matches the key of an element in the container, the function returns a reference to its mapped value. _Tp& operator[](const key_type& __key) { return _M_ht.find_or_insert(value_type(__key, _Tp())).second; } //Searches the container for elements whose key is k and returns the number of elements found. //由于不存在重复的键值,所以返回的个数最多为1个 size_type count(const key_type& __key) const { return _M_ht.count(__key); } //Returns the bounds of a range that includes all the elements in the container with a key that compares equal to k //由于不存在重复的键值,所以返回的元素最多为1个 pair<iterator, iterator> equal_range(const key_type& __key) { return _M_ht.equal_range(__key); } pair<const_iterator, const_iterator> equal_range(const key_type& __key) const { return _M_ht.equal_range(__key); } //删除元素 /*by position (1)iterator erase ( const_iterator position );by key (2)size_type erase ( const key_type& k );range (3)iterator erase ( const_iterator first, const_iterator last ); */ //擦除指定键值的元素,并返回擦除的个数 //因为键值唯一,则该键值的元素最多为1个 size_type erase(const key_type& __key) {return _M_ht.erase(__key); } //擦除指定位置的元素 void erase(iterator __it) { _M_ht.erase(__it); } //擦除指定范围的元素 void erase(iterator __f, iterator __l) { _M_ht.erase(__f, __l); } //清空hash_map容器 void clear() { _M_ht.clear(); } //调整hash_set容器的容量 void resize(size_type __hint) { _M_ht.resize(__hint); } //Returns the number of buckets in the hash_map container. size_type bucket_count() const { return _M_ht.bucket_count(); } //Returns the maximum number of buckets that the hash_map container can have. size_type max_bucket_count() const { return _M_ht.max_bucket_count(); } //Returns the number of elements in bucket n size_type elems_in_bucket(size_type __n) const { return _M_ht.elems_in_bucket(__n); }//返回指定桶子键值key中list链表的元素个数};template <class _Key, class _Tp, class _HashFcn, class _EqlKey, class _Alloc>inline bool operator==(const hash_map<_Key,_Tp,_HashFcn,_EqlKey,_Alloc>& __hm1, const hash_map<_Key,_Tp,_HashFcn,_EqlKey,_Alloc>& __hm2){ return __hm1._M_ht == __hm2._M_ht;}#ifdef __STL_FUNCTION_TMPL_PARTIAL_ORDERtemplate <class _Key, class _Tp, class _HashFcn, class _EqlKey, class _Alloc>inline bool operator!=(const hash_map<_Key,_Tp,_HashFcn,_EqlKey,_Alloc>& __hm1, const hash_map<_Key,_Tp,_HashFcn,_EqlKey,_Alloc>& __hm2) { return !(__hm1 == __hm2);}//交换两个hash_map容器的内容template <class _Key, class _Tp, class _HashFcn, class _EqlKey, class _Alloc>inline void swap(hash_map<_Key,_Tp,_HashFcn,_EqlKey,_Alloc>& __hm1, hash_map<_Key,_Tp,_HashFcn,_EqlKey,_Alloc>& __hm2){ __hm1.swap(__hm2);}#endif /* __STL_FUNCTION_TMPL_PARTIAL_ORDER */
参考资料:
《STL源码剖析》侯捷
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- STL源码剖析——关联容器之hash_map
- 【STL】关联容器 — hash_map
- STL源码剖析 - 第5章 关联式容器 - hash_map
- STL源码剖析——关联容器之set
- STL源码剖析——关联容器之map
- STL源码剖析——关联容器之multiset
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- 【STL源码剖析读书笔记】【第5章】关联式容器之hash_set、hash_map、hash_multiset和hash_multimap
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