C++利用开散列哈希表封装unordered_set,unordered_map

一.前言
- 1.开散列的哈希表完整代码
二.模板参数
- 1.HashNode的改造
- 2.封装unordered_set和unordered_map的第一步
- - 1.unordered_set
  - 2.unordered_map
- 3.HashTable
三.string的哈希函数的模板特化
四.迭代器类
- 1.operator++运算符重载
- - 1.动图演示+分析
  - 2.需要哈希表的地址,怎么办?
  - - 1.解决双向依赖问题
    - 2.解决私有成员问题
- 2.const迭代器的问题
- 3.迭代器类的定义
- 4.迭代器类的完善
- - 1.解引用和== !=
  - - 1.解引用
    - 2.== !=
  - 2.operator++
  - 3.迭代器类的完整代码
五.哈希表的修改
- 1.begin和end
- 2.insert
- 3.find
- 4.哈希表的完整代码
六.unordered_set的完整代码
七.unordered_map的完整代码
八.test.cpp

一.前言

1.之前我们已经实现了开散列的哈希表,今天我们来用它封装unordered_set,unordered_map
2.本文的封装比利用红黑树封装set和map更加复杂
建议大家先去看我的红黑树封装set和map再来看本文
因为有很多地方跟红黑树封装set和map时是同样的思路和方法,所以本文不会太去赘述一遍

1.开散列的哈希表完整代码

namespace hash_bucket
{
	//HashFunc<int>
	template<class K>
	//整型的哈希函数
	struct HashFunc
	{
		size_t operator()(const K& key)
		{
			return (size_t)key;
		}
	};

	//HashFunc<string>
	//string的哈希函数
	template<>
	struct HashFunc<string>
	{
		size_t operator()(const string& key)
		{
			// BKDR
			size_t hash = 0;
			for (auto e : key)
			{
				hash *= 131;
				hash += e;
			}
			return hash;
		}
	};

	template<class K, class V>
	struct HashNode
	{
		HashNode* _next;
		pair<K, V> _kv;

		HashNode(const pair<K, V>& kv)
			:_kv(kv)
			, _next(nullptr)
		{}
	};

	template<class K, class V, class Hash = HashFunc<K>>
	class HashTable
	{
		typedef HashNode<K, V> Node;
	public:
		HashTable()
		{
			_tables.resize(10);
		}

		~HashTable()
		{
			for (int i = 0; i < _tables.size(); i++)
			{
				Node* cur = _tables[i];
				while (cur)
				{
					Node* next = cur->_next;
					delete cur;
					cur = next;
				}
				_tables[i] = nullptr;
			}
		}

		bool Insert(const pair<K, V>& kv)
		{
			//先查找在不在
			//如果在,返回false,插入失败
			if (Find(kv.first))
			{
				return false;
			}
			//扩容
			if (_n == _tables.size())
			{
				//开辟新的哈希表
				HashTable newtable;
				int newcapacity = _tables.size() * 2;
				//扩2倍
				newtable._tables.resize(newcapacity);
				//转移数据
				for (int i = 0; i < _tables.size(); i++)
				{
					Node* cur = _tables[i];
					while (cur)
					{
						Node* next = cur->_next;
						int hashi = hash(cur->_kv.first) % newtable._tables.size();
						cur->_next = newtable._tables[hashi];
						newtable._tables[hashi] = cur;
						cur = next;
					}
					//防止出现野指针导致重复析构...
					_tables[i] = nullptr;
				}
				//交换两个vector,从而做到交换两个哈希表
				//通过学习vector的模拟实现,我们知道vector进行交换时只交换first,finish,end_of_storage
				_tables.swap(newtable._tables);
			}
			//1.利用哈希函数计算需要插入到那个桶里面
			int hashi = hash(kv.first) % _tables.size();
			//头插
			Node* newnode = new Node(kv);
			newnode->_next = _tables[hashi];
			_tables[hashi] = newnode;
			++_n;
			return true;
		}

		Node* Find(const K& key)
		{
			int hashi = hash(key) % _tables.size();
			Node* cur = _tables[hashi];
			while (cur)
			{
				if (cur->_kv.first == key)
				{
					return cur;
				}
				cur = cur->_next;
			}
			return nullptr;
		}

		bool Erase(const K& key)
		{
			int hashi = hash(key) % _tables.size();
			Node* cur = _tables[hashi], * prev = nullptr;
			while (cur)
			{
				if (cur->_kv.first == key)
				{
					if (cur == _tables[hashi])
					{
						_tables[hashi] = cur->_next;
					}
					else
					{
						prev->_next = cur->_next;
					}
					return true;
				}
				prev = cur;
				cur = cur->_next;
			}
			return false;
		}

	private:
		//哈希表是一个指针数组
		vector<Node*> _tables;
		size_t _n = 0;
		Hash hash;
	};
}

二.模板参数

1.HashNode的改造

因为unordered_set是Key模型的容器
unordered_map是Key-Value模型的容器,所以需要对节点结构体进行改造

template<class V>
struct HashNode
{
	HashNode* _next;
	V _kv;

	HashNode(const V& kv)
		:_kv(kv)
		, _next(nullptr)
	{}
};

2.封装unordered_set和unordered_map的第一步

1.对于模板参数V:
如果是unordered_set:传入底层哈希表的就是Key,Key
如果是unordered_map:传入底层哈希表的就是Key,pair<const Key,Value>

2.为了取出关键字Key,需要传入仿函数
如果是unordered_set:仿函数返回Key
如果是unordered_map:仿函数返回pair<const Key,Value>的first

3.哈希函数需要传给unordered_set和unordered_map
由unordered_set和unordered_map传给底层的哈希表

1.unordered_set

namespace hash_bucket
{
	template<class K ,class Hash = HashFunc<K>>
	class unordered_set
	{
		struct SetofKey
		{
			const K& operator()(const K& k)
			{
				return k;
			}
		};
	private:
		HashTable<K, K,SetofKey,Hash> _ht;
	};
}

2.unordered_map

namespace hash_bucket
{
	template<class K,class V, class Hash = HashFunc<K>>
	class unordered_map
	{
		struct MapofKey
		{
			const K& operator()(const pair<const K, V>& k)
			{
				return k.first;
			}
		};
	private:
		HashTable<K, pair<const K, V>, MapofKey,Hash> _ht;
	};
}

3.HashTable

哈希表增加模板参数
1.K:就是关键字

2.V:就是具体存放的数据类型(unordered_set就是Key , unordered_map就是pair<const Key,Value>)

3.KeyofT:不同容器传入的取出其关键字的仿函数

如果是unordered_set:仿函数返回Key
如果是unordered_map:仿函数返回pair<const Key,Value>的first

4.Hash:仿函数,哈希函数,用于计算下标的

template<class K, class V,class KeyofT, class Hash>
class HashTable
{
......
private:
	//哈希表是一个指针数组
	vector<Node*> _tables;
	size_t _n = 0;
	Hash hash;//哈希函数的仿函数对象
	KeyofT _kot;//KeyofT的仿函数对象
};

三.string的哈希函数的模板特化

因为string类型的哈希映射太常用了,
所以这里使用了模板特化,以免每次要存放string时都要指名传入string的哈希函数

//HashFunc<int>
template<class K>
//整型的哈希函数
struct HashFunc
{
	size_t operator()(const K& key)
	{
		return (size_t)key;
	}
};

//HashFunc<string>
//string的哈希函数
template<>
struct HashFunc<string>
{
	size_t operator()(const string& key)
	{
		// BKDR
		size_t hash = 0;
		for (auto e : key)
		{
			hash *= 131;
			hash += e;
		}
		return hash;
	}
};

四.迭代器类

1.这里的哈希表只支持正向迭代器,不支持反向迭代器

1.operator++运算符重载

1.动图演示+分析

++有2种情况:

1.如果当前节点所在的当前哈希桶的后面还有节点,那么直接走到next节点即可
在这里插入图片描述
如果当前节点所在的当前哈希桶的后面没有节点了,那么就要走到下一个不为空的哈希桶才可以

如果后面没有不为空的哈希桶了,返回nullptr

2.需要哈希表的地址,怎么办?

我们可以在迭代器里面加入一个哈希表的指针,要求你给我传入你这个哈希表的地址,让我找到你这个哈希表(其实也可以加入一个vector<Node*>的指针,这样就不用传入哈希表指针了,这里以传入哈希表指针来演示,为了介绍如何解决双向依赖问题和友元声明问题)

同时也可以加入一个_hashi代表当前迭代器位于哈希表当中的下标

不过我们发现:
此时出现了一种鸡生蛋,蛋生鸡的双向依赖问题了
我们的迭代器有一个成员:哈希表的指针
哈希表有一个typedef后的类型:迭代器

我们之前的vector,list,set,map的迭代器都是单向依赖关系
只存在容器依赖迭代器而已,可是这里容器和迭代器双向依赖啊,怎么办呢?

1.解决双向依赖问题

我们可以将哈希表前置声明一下

//HashTable的前置声明
template<class K, class V, class KeyofT, class Hash>
	class HashTable;

template<class K,class V,class Ref,class Ptr,class KeyofT, class Hash>
struct __HashIterator
{....}

2.解决私有成员问题

不过我们注意到:我们的迭代器类里面只有哈希表的指针
属于哈希表的外部,而哈希表的vector数组是它的私有成员,我们在迭代器类里面是无法访问的
怎么办呢?

1.在哈希表当中加一个getTable函数,让外界能够获取到内部的vector
2.将迭代器类在哈希表当中进行友元声明

template<class K, class V,class KeyofT, class Hash>
class HashTable
{
	typedef HashNode<V> Node;
	template<class K, class V,class Ref,class Ptr, class KeyofT, class Hash>
	friend struct __HashIterator;

注意:类模板的友元声明时需要加上template<…>

2.const迭代器的问题

为了解决unordered_map的[]与const迭代器问题
我们在迭代器类里面给了三个重载版本的构造函数

template<class K,class V,class Ref,class Ptr,class KeyofT, class Hash>
struct __HashIterator
{
	typedef HashNode<V> Node;
	Node* _node;
	const HashTable<K, V, KeyofT, Hash>* _pht;
	size_t _hashi;//当前迭代器位于哈希表当中的下标
	typedef __HashIterator<K, V,Ref,Ptr, KeyofT, Hash> Self;
	typedef __HashIterator<K, V, V&, V*, KeyofT, Hash> iterator;
public:
	__HashIterator(Node* node, HashTable<K, V, KeyofT, Hash>* pht,size_t hashi)
		:_node(node)
		,_pht(pht)
		,_hashi(hashi)
	{}

	__HashIterator(Node* node,const HashTable<K, V, KeyofT, Hash>* pht, size_t hashi)
		:_node(node)
		, _pht(pht)
		, _hashi(hashi)
	{}

	__HashIterator(const iterator& it)
		:_node(it._node)
		,_pht(it._pht)
		,_hashi(it._hashi)
	{}
....
};

3.迭代器类的定义

//HashTable的前置声明
template<class K, class V, class KeyofT, class Hash>
	class HashTable;

template<class K,class V,class Ref,class Ptr,class KeyofT, class Hash>
struct __HashIterator
{
	typedef HashNode<V> Node;
	Node* _node;
	const HashTable<K, V, KeyofT, Hash>* _pht;
	size_t _hashi;//当前迭代器位于哈希表当中的下标
	typedef __HashIterator<K, V,Ref,Ptr, KeyofT, Hash> Self;
	typedef __HashIterator<K, V, V&, V*, KeyofT, Hash> iterator;
public:
	__HashIterator(Node* node, HashTable<K, V, KeyofT, Hash>* pht,size_t hashi)
		:_node(node)
		,_pht(pht)
		,_hashi(hashi)
	{}

	__HashIterator(Node* node,const HashTable<K, V, KeyofT, Hash>* pht, size_t hashi)
		:_node(node)
		, _pht(pht)
		, _hashi(hashi)
	{}

	__HashIterator(const iterator& it)
		:_node(it._node)
		,_pht(it._pht)
		,_hashi(it._hashi)
	{}

	bool operator==(const Self& s);

	bool operator!=(const Self& s);

	Ref operator*();

	Ptr operator->();

	Self& operator++();
};

4.迭代器类的完善

1.解引用和== !=

1.解引用

注意:解引用返回的是当前位置的Value,也就是节点指针里面的值
我们回顾一下节点结构体的定义
_kv这个数据才是真正的Value,因此解引用返回_kv

template<class V>
struct HashNode
{
	HashNode* _next;
	V _kv;

	HashNode(const V& kv)
		:_kv(kv)
		, _next(nullptr)
	{}
};

Ref operator*()
{
	return _node->_kv;
}

Ptr operator->()
{
	return &_node->_kv;
}

2.== !=

关于比较,跟list迭代器一样,比较节点指针的值,而不是迭代器本身的值

bool operator==(const Self& s)
{
	return _node == s._node;
}

bool operator!=(const Self& s)
{
	return _node != s._node;
}

2.operator++

看过刚才operator++的动图演示+分析之后,我们就能很好地写出operator++来了

Self& operator++()
{
	//当前哈希桶的当前节点后面还有数据,往后走即可
	if (_node->_next)
	{
		_node = _node->_next;
	}
	//当前哈希桶的当前节点后面没有数据了,去找下一个不为空的哈希桶
	else
	{
		++_hashi;
		while (_hashi < _pht->_tables.size())
		{
			if (_pht->_tables[_hashi])
			{
				_node = _pht->_tables[_hashi];
				break;
			}
			_hashi++;
		}
		//说明找不到不为空的哈希桶了,也就是说到末尾了
		if (_hashi == _pht->_tables.size())
		{
			_node = nullptr;
		}
	}
	return *this;
}

注意:
我们这里的哈希桶是单链表,因此并不支持双向遍历,也就不支持反向迭代器,所以没有实现operator–的重载

3.迭代器类的完整代码

template<class K, class V, class KeyofT, class Hash>
class HashTable;

template<class K,class V,class Ref,class Ptr,class KeyofT, class Hash>
struct __HashIterator
{
	typedef HashNode<V> Node;
	Node* _node;
	const HashTable<K, V, KeyofT, Hash>* _pht;
	size_t _hashi;//当前迭代器位于哈希表当中的下标
	typedef __HashIterator<K, V,Ref,Ptr, KeyofT, Hash> Self;
	typedef __HashIterator<K, V, V&, V*, KeyofT, Hash> iterator;
public:
	__HashIterator(Node* node, HashTable<K, V, KeyofT, Hash>* pht,size_t hashi)
		:_node(node)
		,_pht(pht)
		,_hashi(hashi)
	{}

	__HashIterator(Node* node,const HashTable<K, V, KeyofT, Hash>* pht, size_t hashi)
		:_node(node)
		, _pht(pht)
		, _hashi(hashi)
	{}

	__HashIterator(const iterator& it)
		:_node(it._node)
		,_pht(it._pht)
		,_hashi(it._hashi)
	{}

	bool operator==(const Self& s)
	{
		return _node == s._node;
	}
	bool operator!=(const Self& s)
	{
		return _node != s._node;
	}

	Ref operator*()
	{
		return _node->_kv;
	}

	Ptr operator->()
	{
		return &_node->_kv;
	}

	Self& operator++()
	{
		//当前哈希桶的当前节点后面还有数据,往后走即可
		if (_node->_next)
		{
			_node = _node->_next;
		}
		//当前哈希桶的当前节点后面没有数据了,去找下一个不为空的哈希桶
		else
		{
			++_hashi;
			while (_hashi < _pht->_tables.size())
			{
				if (_pht->_tables[_hashi])
				{
					_node = _pht->_tables[_hashi];
					break;
				}
				_hashi++;
			}
			//说明找不到不为空的哈希桶了,也就是说到末尾了
			if (_hashi == _pht->_tables.size())
			{
				_node = nullptr;
			}
		}
		return *this;
	}
};

五.哈希表的修改

1.begin和end

实现迭代器类之后,我们在哈希表里面增加begin和end
begin就是返回第一个不为空的哈希桶的节点构造出的迭代器
end直接用nullptr来构造即可

注意:如何传入哈希表指针呢? 不要忘了this指针

public:
	typedef __HashIterator<K, V, V&, V*, KeyofT, Hash> iterator;
	typedef __HashIterator<K, V,const V&,const V*, KeyofT, Hash> const_iterator;
	iterator begin()
	{
		for (int i = 0; i < _tables.size(); i++)
		{
			if (_tables[i])
			{
				return iterator(_tables[i], this, i);
			}
		}
		return iterator(nullptr, this, -1);//因为hash迭代器当中的hashi是size_t类型,所以给-1
	}

	iterator end()
	{
		return iterator(nullptr, this, -1);//因为hash迭代器当中的hashi是size_t类型,所以给-1
	}

	const_iterator begin() const
	{
		for (int i = 0; i < _tables.size(); i++)
		{
			if (_tables[i])
			{
				return const_iterator(_tables[i], this, i);
			}
		}
		return const_iterator(nullptr, this, -1);//因为hash迭代器当中的hashi是size_t类型,所以给-1
	}

	const_iterator end() const
	{
		return const_iterator(nullptr, this, -1);//因为hash迭代器当中的hashi是size_t类型,所以给-1
	}

2.insert

1.这里需要使用KeyofT类型的仿函数对象_kot来取出关键字Key
用关键字Key进行哈希映射,如何进行哈希映射呢?
使用Hash类型的仿函数对象hash即可

所以需要嵌套使用仿函数对象

我们把_kot,hash这两个仿函数对象定义成成员变量了,所以直接使用即可

2.我们只需要修改返回值,哈希映射逻辑,查找方法即可

我们要将insert的返回值修改为pair<iterator,bool>
如果有重复元素,返回重复元素所对应的节点构造出的迭代器
如果没有重复元素,返回新插入节点构造出的迭代器

pair<iterator,bool> Insert(const V& kv)
{
	//先查找在不在
	//如果在,返回false,插入失败
	iterator it = Find(_kot(kv));
	if (it != end())
	{
		return make_pair(it, false);
	}
	//扩容
	if (_n == _tables.size())
	{
		//开辟新的哈希表
		HashTable newtable;
		int newcapacity = _tables.size() * 2;
		//扩2倍
		newtable._tables.resize(newcapacity);
		//转移数据
		for (int i = 0; i < _tables.size(); i++)
		{
			Node* cur = _tables[i];
			while (cur)
			{
				Node* next = cur->_next;
				int hashi = hash(_kot(cur->_kv)) % newtable._tables.size();
				cur->_next = newtable._tables[hashi];
				newtable._tables[hashi] = cur;
				cur = next;
			}
			//防止出现野指针导致重复析构...
			_tables[i] = nullptr;
		}
		//交换两个vector,从而做到交换两个哈希表
		//通过学习vector的模拟实现,我们知道vector进行交换时只交换first,finish,end_of_storage
		_tables.swap(newtable._tables);
	}
	//1.利用哈希函数计算需要插入到那个桶里面
	int hashi = hash(_kot(kv)) % _tables.size();
	//头插
	Node* newnode = new Node(kv);
	newnode->_next = _tables[hashi];
	_tables[hashi] = newnode;
	++_n;
	return make_pair(iterator(newnode, this, hashi),true);
}

3.find

对于find我们只需要修改返回值即可
对于find和erase,我们无需通过_kot取出关键字,因为find和erase的参数类型就是K,就是关键字
而insert的类型是V,所以insert才需要_kot来取出关键字

erase的返回值依旧是bool,无需修改erase这个代码

iterator Find(const K& key)
{
	int hashi = hash(key) % _tables.size();
	Node* cur = _tables[hashi];
	while (cur)
	{
		if (_kot(cur->_kv) == key)
		{
			return iterator(cur, this, hashi);
		}
		cur = cur->_next;
	}
	return end();
}

对于构造和析构无需修改

4.哈希表的完整代码

#pragma once
#include<vector>
#include <string>
namespace hash_bucket
{
	//HashFunc<int>
	template<class K>
	//整型的哈希函数
	struct HashFunc
	{
		size_t operator()(const K& key)
		{
			return (size_t)key;
		}
	};

	//HashFunc<string>
	//string的哈希函数
	template<>
	struct HashFunc<string>
	{
		size_t operator()(const string& key)
		{
			// BKDR
			size_t hash = 0;
			for (auto e : key)
			{
				hash *= 131;
				hash += e;
			}
			return hash;
		}
	};

	template<class V>
	struct HashNode
	{
		HashNode* _next;
		V _kv;

		HashNode(const V& kv)
			:_kv(kv)
			, _next(nullptr)
		{}
	};

	//template<class K, class V, class KeyofT, class Hash = HashFunc<K>>//类模板的声明当中不能给缺省值
	template<class K, class V, class KeyofT, class Hash>
	class HashTable;

	template<class K,class V,class Ref,class Ptr,class KeyofT, class Hash>
	struct __HashIterator
	{
		typedef HashNode<V> Node;
		Node* _node;
		const HashTable<K, V, KeyofT, Hash>* _pht;
		size_t _hashi;//当前迭代器位于哈希表当中的下标
		typedef __HashIterator<K, V,Ref,Ptr, KeyofT, Hash> Self;
		typedef __HashIterator<K, V, V&, V*, KeyofT, Hash> iterator;
	public:
		__HashIterator(Node* node, HashTable<K, V, KeyofT, Hash>* pht,size_t hashi)
			:_node(node)
			,_pht(pht)
			,_hashi(hashi)
		{}

		__HashIterator(Node* node,const HashTable<K, V, KeyofT, Hash>* pht, size_t hashi)
			:_node(node)
			, _pht(pht)
			, _hashi(hashi)
		{}

		__HashIterator(const iterator& it)
			:_node(it._node)
			,_pht(it._pht)
			,_hashi(it._hashi)
		{}

		bool operator==(const Self& s)
		{
			return _node == s._node;
		}
		bool operator!=(const Self& s)
		{
			return _node != s._node;
		}

		Ref operator*()
		{
			return _node->_kv;
		}

		Ptr operator->()
		{
			return &_node->_kv;
		}

		Self& operator++()
		{
			//当前哈希桶的当前节点后面还有数据,往后走即可
			if (_node->_next)
			{
				_node = _node->_next;
			}
			//当前哈希桶的当前节点后面没有数据了,去找下一个不为空的哈希桶
			else
			{
				++_hashi;
				while (_hashi < _pht->_tables.size())
				{
					if (_pht->_tables[_hashi])
					{
						_node = _pht->_tables[_hashi];
						break;
					}
					_hashi++;
				}
				//说明找不到不为空的哈希桶了,也就是说到末尾了
				if (_hashi == _pht->_tables.size())
				{
					_node = nullptr;
				}
			}
			return *this;
		}
	};

	template<class K, class V,class KeyofT, class Hash>
	class HashTable
	{
		typedef HashNode<V> Node;
		template<class K, class V,class Ref,class Ptr, class KeyofT, class Hash>//类模板的友元声明当中不能给缺省值
		friend struct __HashIterator;
	public:
		typedef __HashIterator<K, V, V&, V*, KeyofT, Hash> iterator;
		typedef __HashIterator<K, V,const V&,const V*, KeyofT, Hash> const_iterator;
		iterator begin()
		{
			for (int i = 0; i < _tables.size(); i++)
			{
				if (_tables[i])
				{
					return iterator(_tables[i], this, i);
				}
			}
			return iterator(nullptr, this, -1);//因为hash迭代器当中的hashi是size_t类型,所以给-1
		}

		iterator end()
		{
			return iterator(nullptr, this, -1);//因为hash迭代器当中的hashi是size_t类型,所以给-1
		}

		const_iterator begin() const
		{
			for (int i = 0; i < _tables.size(); i++)
			{
				if (_tables[i])
				{
					return const_iterator(_tables[i], this, i);
				}
			}
			return const_iterator(nullptr, this, -1);//因为hash迭代器当中的hashi是size_t类型,所以给-1
		}

		const_iterator end() const
		{
			return const_iterator(nullptr, this, -1);//因为hash迭代器当中的hashi是size_t类型,所以给-1
		}

		HashTable()
		{
			_tables.resize(10);
		}

		~HashTable()
		{
			for (int i = 0; i < _tables.size(); i++)
			{
				Node* cur = _tables[i];
				while (cur)
				{
					Node* next = cur->_next;
					delete cur;
					cur = next;
				}
				_tables[i] = nullptr;
			}
		}

		pair<iterator,bool> Insert(const V& kv)
		{
			//先查找在不在
			//如果在,返回false,插入失败
			iterator it = Find(_kot(kv));
			if (it != end())
			{
				return make_pair(it, false);
			}
			//扩容
			if (_n == _tables.size())
			{
				//开辟新的哈希表
				HashTable newtable;
				int newcapacity = _tables.size() * 2;
				//扩2倍
				newtable._tables.resize(newcapacity);
				//转移数据
				for (int i = 0; i < _tables.size(); i++)
				{
					Node* cur = _tables[i];
					while (cur)
					{
						Node* next = cur->_next;
						int hashi = hash(_kot(cur->_kv)) % newtable._tables.size();
						cur->_next = newtable._tables[hashi];
						newtable._tables[hashi] = cur;
						cur = next;
					}
					//防止出现野指针导致重复析构...
					_tables[i] = nullptr;
				}
				//交换两个vector,从而做到交换两个哈希表
				//通过学习vector的模拟实现,我们知道vector进行交换时只交换first,finish,end_of_storage
				_tables.swap(newtable._tables);
			}
			//1.利用哈希函数计算需要插入到那个桶里面
			int hashi = hash(_kot(kv)) % _tables.size();
			//头插
			Node* newnode = new Node(kv);
			newnode->_next = _tables[hashi];
			_tables[hashi] = newnode;
			++_n;
			return make_pair(iterator(newnode, this, hashi),true);
		}

		iterator Find(const K& key)
		{
			int hashi = hash(key) % _tables.size();
			Node* cur = _tables[hashi];
			while (cur)
			{
				if (_kot(cur->_kv) == key)
				{
					return iterator(cur, this, hashi);
				}
				cur = cur->_next;
			}
			return end();
		}

		bool Erase(const K& key)
		{
			int hashi = hash(key) % _tables.size();
			Node* cur = _tables[hashi], * prev = nullptr;
			while (cur)
			{
				if (_kot(cur->_kv) == key)
				{
					if (cur == _tables[hashi])
					{
						_tables[hashi] = cur->_next;
					}
					else
					{
						prev->_next = cur->_next;
					}
					return true;
				}
				prev = cur;
				cur = cur->_next;
			}
			return false;
		}
	private:
		//哈希表是一个指针数组
		vector<Node*> _tables;
		size_t _n = 0;
		Hash hash;
		KeyofT _kot;
	};
}

六.unordered_set的完整代码

unordered_set直接复用哈希表的接口即可

#pragma once
namespace hash_bucket
{
	template<class K ,class Hash = HashFunc<K>>
	class unordered_set
	{
		struct SetofKey
		{
			const K& operator()(const K& k)
			{
				return k;
			}
		};
	public:
		typedef typename HashTable<K, K, SetofKey,Hash>::const_iterator iterator;
		typedef typename HashTable<K, K, SetofKey,Hash>::const_iterator const_iterator;

		pair<iterator,bool> insert(const K& k)
		{
			return _ht.Insert(k);
		}

		iterator find(const K& k)
		{
			return _ht.Find(k);
		}

		bool erase(const K& k)
		{
			return _ht.Erase(k);
		}

		iterator begin() const
		{
			return _ht.begin();
		}

		iterator end() const
		{
			return _ht.end();
		}

	private:
		HashTable<K, K,SetofKey,Hash> _ht;
	};
}

七.unordered_map的完整代码

unordered_map直接复用哈希表的接口即可

#pragma once
namespace hash_bucket
{
	template<class K,class V, class Hash = HashFunc<K>>
	class unordered_map
	{
		struct MapofKey
		{
			const K& operator()(const pair<const K, V>& k)
			{
				return k.first;
			}
		};
	public:
		typedef typename HashTable<K, pair<const K, V>, MapofKey,Hash>::iterator iterator;
		typedef typename HashTable<K, pair<const K, V>, MapofKey,Hash>::const_iterator const_iterator;

		pair<iterator, bool> insert(const pair<const K, V>& k)
		{
			return _ht.Insert(k);
		}

		iterator find(const K& k)
		{
			return _ht.Find(k);
		}

		bool erase(const K& k)
		{
			return _ht.Erase(k);
		}

		iterator begin()
		{
			return _ht.begin();
		}

		iterator end() 
		{
			return _ht.end();
		}

		const_iterator begin() const
		{
			return _ht.begin();
		}

		const_iterator end() const
		{
			return _ht.end();
		}

		V& operator[](const K& k)
		{
			pair<iterator, bool> ret = insert(make_pair(k, V()));
			return ret.first->second;
		}

		const V& operator[](const K& k) const
		{
			pair<iterator, bool> ret = insert(make_pair(k, V()));
			return ret.first->second;
		}

	private:
		HashTable<K, pair<const K, V>, MapofKey,Hash> _ht;
	};
}

八.test.cpp

#include <iostream>
using namespace std;
#include "HashTable.h"
#include "MyUnOrdered_Set.h"
#include "MyUnOrdered_Map.h"
namespace hash_bucket
{
	void test1()
	{
		unordered_set<int> s;
		int a[] = { 4,14,24,34,5,7,1,15,25,3,13 };
		for (auto e : a)
		{
			s.insert(e);
		}
		unordered_set<int>::iterator it = s.begin();
		while (it != s.end())
		{
			//*it = 10;//不能改
			cout << *it << " ";
			++it;
		}
		cout << endl;
		s.erase(13);
		it = s.find(13);
		if (it != s.end())
		{
			cout << *it << endl;
		}

		unordered_set<int>::const_iterator cit = s.begin();
		while (cit != s.end())
		{
			//*cit = 10;//不能改
			cout << *cit << " ";
			++cit;
		}
	}

	void test2()
	{
		unordered_map<int, int> m;
		int a[] = { 1,2,4,5,99,331,243 };
		for (auto& e : a)
		{
			m.insert(make_pair(e, e));
		}
		unordered_map<int, int>::iterator it = m.begin();
		while (it != m.end())
		{
			//it->second = 999;//能改
			//it->first = 999;//不能改
			cout << it->first << ":" << it->second << endl;
			++it;
		}
		cout << endl;
		m.erase(4);
		it = m.find(4);
		if (it != m.end())
		{
			cout << it->first << ":" << it->second << endl;
		}
		else
		{
			cout << "没查到" << endl;
		}

		unordered_map<int, int>::const_iterator cit = m.begin();
		while (cit != m.end())
		{
			//cit->second = 999;//不能改
			//cit->first = 999;//不能改
			cout << cit->first << ":" << cit->second << endl;
			++cit;
		}
		cout << endl;
	}

	void test3()
	{
		string arr[] = {"a","b","c","ab","ab","ab","kks","qdq"};
		unordered_map<string, int> ht;
		for (auto& e : arr)
		{
			ht[e]++;
		}
		unordered_map<string, int>::iterator it = ht.begin();
		while (it != ht.end())
		{
			//it->second = 999;//能改
			//it->first = 999;//不能改
			cout << it->first << ":" << it->second << endl;
			++it;
		}
		cout << endl;
	}

}
int main()
{
	hash_bucket::test1();
	hash_bucket::test2();
	hash_bucket::test3();
	return 0;
}

验证成功

以上就是C++利用开散列哈希表封unordered_set,unordered_map的全部内容,希望能对大家有所帮助!

原文链接：https://blog.csdn.net/Wzs040810/article/details/135165547

C++利用开散列哈希表封装unordered_set,unordered_map

C++利用开散列哈希表封装unordered_set,unordered_map

一.前言

1.开散列的哈希表完整代码

二.模板参数

1.HashNode的改造

2.封装unordered_set和unordered_map的第一步

1.unordered_set

2.unordered_map

3.HashTable

三.string的哈希函数的模板特化

四.迭代器类

1.operator++运算符重载

1.动图演示+分析

2.需要哈希表的地址,怎么办?

1.解决双向依赖问题

2.解决私有成员问题

2.const迭代器的问题

3.迭代器类的定义

4.迭代器类的完善

1.解引用和== !=

1.解引用

2.== !=

2.operator++

3.迭代器类的完整代码

五.哈希表的修改

1.begin和end

2.insert

3.find

4.哈希表的完整代码

六.unordered_set的完整代码

七.unordered_map的完整代码

八.test.cpp

相关推荐