【STL源码剖析读书笔记】【第5章】关联式容器之hashtable

1、hashtable在插入、删除、搜寻操作上具有“常数平均时间”的表现，不依赖输入元素的随机性。

2、hashtable通过hashfunction将元素映射到不同的位置，但当不同的元素通过hash function映射到相同的位置时，便产生了“碰撞”问题。解决碰撞问题的方法主要有线性探测、二次探测、开链法等。

3、线性探测

当hash function计算出某个元素的插入位置，而该位置的空间已不可用时，循序往下寻找下一可用位置（到达尾端时绕到头部继续寻找），会产生primary clustering问题。

4、二次探测

当hash function计算出某个元素的插入位置为H，而该位置的空间已被占用，就尝试H+1²、H+2²…，会产生secondary clustering问题。

5、开链

在每一个表格元素中维护一个list：hash function为我们分配某个list，在那个list上进行元素插入、删除、搜寻等操作。SGI STL解决碰撞问题的方法就是此方法。

6、hashtable节点定义：

template <class Value>struct __hashtable_node{  __hashtable_node* next;  Value val;};

7、hashtable的迭代器

hashtable迭代器必须永远维系与整个“buckets vector”的关系，并记录目前所知节点。hashtable的迭代器没有后退操作，也没有逆向迭代器。

8、hashtable的数据结构

template <class Value, class Key, class HashFcn,          class ExtractKey, class EqualKey,          class Alloc>

value：节点的实值类别
 key：节点的键值类别
 HashFcn：hash function函数类别
 ExtractKey：从节点中取出键值的方法
 EqualKey：判断键值相同与否的方法
Alloc：空间配置器，默认使用std::alloc

9、hashtable的构造与内存管理

节点配置函数与节点释放函数

node* new_node(const value_type& obj)  {    node* n = node_allocator::allocate();    n->next = 0;    __STL_TRY {      construct(&n->val, obj);      return n;    }    __STL_UNWIND(node_allocator::deallocate(n));  }    void delete_node(node* n)  {    destroy(&n->val);    node_allocator::deallocate(n);  }

表格重建操作

resize(){表格是否需要重建判断原则：拿元素个数和bucket vector的大小来比，如果前者比后者大就重建表格。因此，每个bucket(list)的最大容量和bucket vector的大小相同。    如果要重建，找出下一个质数作为vector的大小，建立新的buckets    处理每一个旧的bucket{        建立一个新节点指向节点所指的串行的起始节点        处理每一个旧bucket所含串行的每一个节点{            找出节点落在哪一个新的bucket内            令旧bucket指向其所指的串行的下一个节点            将当前节点插入到新的bucket内，成为其串行的第一个节点            回到旧bucket所指的待处理串行，准备处理下一个节点}}    新旧两个buckets对调，如果双方大小不同，大的会变小，小的会变大离开时释放temp的内存}

插入操作

insert_unique(const value_type& obj)//不允许元素重复{    resize(num_elements+1);//判断是否需要重整表格    return insert_unique_noresize(obj);}insert_unique_noresize(obj){    计算出obj应位于哪个bucket    令first指向bucket对应的串行的头部    如果bucket已经被占用，检查bucket对应的整个链表    如果发现链表中有相同的元素，就立即返回    否则产生新节点，令新节点为链表的第一个节点，节点个数加1}insert_equal(const value_type& obj)//允许元素重复{    resize(num_elements+1);//判断是否需要重整表格    return insert_equal_noresize(obj);}insert_equal_noresize(obj){   计算出obj应位于哪个bucket    令first指向bucket对应的串行的头部    如果bucket已经被占用，检查bucket对应的整个链表    如果发现链表中有相同元素，则产生新节点，插入目前节点之后，节点数加1    返回一个迭代器，指向新节点    进行到这里说明没有发现新节点    产生新节点    将新节点插入到链表的头部，节点个数加1    返回一个迭代器，指向新节点}

10、hash functions

对于字符串，设计了一个转换函数

inline size_t __stl_hash_string(const char* s){  unsigned long h = 0;   for ( ; *s; ++s)    h = 5*h + *s;    return size_t(h);}

其他大部分hash functions什么也不做，只是返回原值。