hash_set和hash_map

1.hash_set集合容器

hash_set利用链式哈希表，进行数据的插入、删除和搜索。与set容器相同，不允许插入重复键值的元素。SGIC++哈希表是一个链式的结构，由表头和一系列单链组成。表头是一个数组式的线性表，用vector向量泛化出来。每个表头节点，称为桶(bucket)，是一个指针域，指向链入的元素数据。表头的长度为向量容器的元素个数。

哈希表中数据的遍历，迭代器从0号桶、1号桶、2号桶，······，逐一遍历每个桶中的所有元素数据。

哈希表的数据检索，是通过哈希函数，计算出数据所存放的哈希地址，即算出数据在哪个桶的单链中，然后对单链中的每个数据进行比较，检索出所要的数据。因此，每个桶中的数据越少，比较的次数就越少，检索的效率越高。

实际应用中，具体将多少数据存入哈希表中是无法预先确定的，可以设定初始的哈希表长，随着数据量的增长，动态调整表长的大小。表长过长，会造成表头空间的浪费；表长过短，会造成每个桶下面链的元素过多，导致检索效率不高。为了使每个桶中的元素尽可能地少，SGI C++使用质数作为表长，并且使用表长作为求余运算的模，构造哈希函数。SGI C++ STL中，用作表长的的质数预先用一个28个元素的数组给出，这28个质数足够覆盖32bit的任意表长范围。

 

1.1创建hash_set对象

主要有以下几种方式。

(1)    hash_set()

创建一个空的hash集合容器。哈希表长取默认值193，哈希函数对象为默认的hasn<Value>，键值比较实用默认的函数对象equal_to<Value>，内存分配器也取默认值。

hash_set<int> hs;

(2)    hash_set(size_type n)

从质数列表中找出第一个大于等于n的质数作为表长，创建一个空的哈希集合容器，哈希函数对象、键值比较函数对象和内存分配器也取默认值。

hash_set<int> hs(300);//创建一个表长为389的哈希集合容器对象

(3)    hash_set(size_type n,consthasher&h)

用大于等于n的质数作为表长，哈希函数对象为h，创建哈希集合容器对象。

structmyHash{

size_t operator()(int x)const{return x+2;}

};

hash_set<int,myHash> hs(300,myHash());

(4)    hash_set(size_type n,consthasher&h,const key_equal&k)

用大于等于n的质数作为表长，哈希函数对象为h，键值比较函数对象k，创建哈希集合容器对象。

structstrEqual{

bool operator()(const char *s1,const char*s2)const

{

           return strcmp(s1,s2)==0;

}

};

hash_set<char*,hash<char*>,strEqual>hash(300,hash<char*>(),strEqual());

 

(5)    hash_set(const hash_set&)

拷贝构造函数。

hash_set<int> hs1;

hash_set<int> hs2(hs1);

1.2元素的插入

使用insert函数进行插入，哈希集合容器不允许插入重复的元素键值，否则插入失败。

hash_set<int> hs;

hs.insert(31);

hs.insert(23);

hs.insert(193);

1.3元素的删除

利用erase、clear函数可以删除某个迭代器位置上的元素、等于某个键值的元素、迭代器区间元素和容器上的所有元素。

1.4元素的遍历

利用迭代器实现哈希集合容器内元素的遍历。

#include <iostream>#include <hash_set>using stdext::hash_set;using namespace std;int main(){hash_set<int> hs;hs.insert(1);hs.insert(23);hs.insert(193);hash_set<int>::iterator begin,end;end=hs.end();for(begin=hs.begin();begin!=end;begin++){cout<<*begin<<endl;}system("pause");return 0;}

注意：在vs2008中使用hash_set需要用usingstdext::hash_set;因为hash_set是vs2008的一个扩展，并没有在标准C++库中。

1.5元素的搜素

利用find函数可以实现元素的搜索，返回搜索到的元素的位置。

#include <iostream>#include <hash_set>using stdext::hash_set;using namespace std;struct strEqual{bool operator()(const char* s1,const char* s2)const{return strcmp(s1,s2)==0;}};int main(){hash_set<char *,hash_set<char *>,strEqual> hs;hs.insert("apple");hs.insert("pear");hs.insert("banana");hs.insert("orange");//搜索元素bananahash_set<char*,hash_set<char*>,strEqual>::iterator i;i=hs.find("banana");cout<<"查找结果:"<<*i<<endl;system("pause");return 0;}

 

1.6其他常用函数

hash_set容器还有其他常用函数，empty、size、bucket_count、swap、resize和equal_range等函数可以获得容器的统计信息。

#include <iostream>#include <hash_set>using stdext::hash_set;using namespace std;int main(){hash_set<int> hs;hs.insert(10);hs.insert(30);hs.insert(100);hs.insert(23);cout<<hs.empty()<<endl;//是否为空cout<<hs.size()<<endl;//统计元素个数cout<<hs.bucket_count()<<endl;//统计表长system("pause");return 0;}

 

 

 

2.hash_map哈希映射容器

hash_map容器与map容器类似，都是将记录型的元素根据键值的大小将其插入容器，但是，hash_map使用的数据结构是哈希表，map使用的数据结构是红黑树。hash_map检索出来的元素是无序的，而map用迭代器遍历出来的元素是排序的，而且还提供了反向迭代器。

2.1创建hash_map对象

主要有以下几种方式。

(1)    hash_map()

hash_map<int,char*> hm;

(2)    hash_map(size_type n)

hash_map<int,char*> hm(300);

(3)    hash_map(size_type n,consthasher& h)

struct myhash{

size_t operator()(int x)const{return x+2;}

};

hash_map<int,char*,myhash> hm(300,myhash());

(4)    hash_map(size_type n,consthasher& h,const key_equal& k)

structstrequal{

bool operator()(const char* s1,const char*s2)const

{

           return strcmp(s1,s2)==0;

}

};

hash_map<char*,int,hash<char*>,strequal>hm(300,hash<char*>(),strequal());

(5)    hash_map(const hash_map&)

拷贝构造函数。

hash_map<int,char*> hm1;

hash_map<int,char*> hm2(hm1);

2.2元素的插入

利用insert函数可以将键值不重复的元素数据插入到容器的哈希表中。

#include<iostream>#include<hash_map>using stdext::hash_map;using namespace std;int main(){hash_map<const char*,float> hm;hm["apple"]=3.6f;hm["orange"]=2.0f;hm["banana"]=1.5f;cout<<"苹果价格"<<hm["apple"]<<"元/斤"<<endl;cout<<"橘子价格"<<hm["orange"]<<"元/斤"<<endl;cout<<"香蕉价格"<<hm["banana"]<<"元/斤"<<endl;system("pause");return 0;}

 

注：在vs2008中使用hash_map需要用usingstdext::hash_map;因为hash_map是vs2008的一个扩展，并没有在标准C++库中。

 

2.3元素的删除

利用erase函数和clear函数可以实现删除某个迭代器位置上的元素、等于某个键值的元素、迭代器区间上的元素和容器的所有元素。

2.4元素的遍历

利用迭代器可以实现元素的遍历。

#include<iostream>#include<hash_map>using stdext::hash_map;using namespace std;template<class Key, class NameType, class YearType, class AddrType>struct StudentRecord_tag{    //学生记录结构体struct StudentInfo_tag{  //学生信息结构体NameType name;YearType year;AddrType addr;};//提供类型信息typedef Key IdType;typedef StudentInfo_tag StudentInfo;//数据成员IdType id;              //学号,键值StudentInfo sf;         //学生信息,作映照数据};int main(void){//using namespace std;typedef StudentRecord_tag<int, char*, int, char*> StudentRecord;//学生数据StudentRecord srArray[] = {  //3笔学生记录{ 192, "李强", 21, "北京" },{ 193, "王文", 29, "上海" },{ 191, "张三", 38, "深圳" }};//创建hash_map容器对象hm,管理学生记录hash_map<StudentRecord::IdType, StudentRecord::StudentInfo> hm;//装入3笔学生记录for(int j=0; j<3; j++)hm[srArray[j].id]=srArray[j].sf;//迭代器遍历元素hash_map<StudentRecord::IdType, StudentRecord::StudentInfo>::iterator i,iend;iend=hm.end();cout << "学号" << "姓名" << "年龄" << "地址" << endl;  //Tab键分隔for(i=hm.begin(); i!=iend; i++)cout << (*i).first << ''<< (*i).second.name << ''<< (*i).second.year << ''<< (*i).second.addr << ''<< endl;system("pause");return 0;}

 

2.5元素的搜索

利用find函数可以搜索扫某个元素的位置，若不存在，则返回一个结束元素的位置。

// hash_map<StudentRecord::IdType,StudentRecord::StudentInfo>::iterator i;

i=hm.find(193);

2.6其他常用函数

与hash_set容器一样，hash_map提供了empty、size、bucket_count、swap、resize和equal_range等函数可以取得容器的统计数据。

#include<iostream>#include<hash_map>using stdext::hash_map;using namespace std;int main(void){//using namespace std;hash_map<int, char> hm;typedef pair<hash_map<int, char>::iterator, bool> ReturnPair;typedef pair<int, char> InsertPair;ReturnPair p;InsertPair p1(10, 'a'), p2(20, 'c'), p3(80, 'e');//插入p1p=hm.insert(p1);if(!p.second) cout << "插入p1失败\n";//插入p2p=hm.insert(p2);if(!p.second) cout << "插入p2失败\n";//插入p3p=hm.insert(p3);if(!p.second) cout << "插入p3失败\n";//打印统计数据cout << hm.empty() << endl;          //打印是否为空(false为0)cout << hm.size() << endl;           //打印元素个数(3)cout << hm.bucket_count() << endl;   //打印表长(193)system("pause");return 0;}