c++ STL hash_map 使用-优快云博客

本文介绍了C++ STL中的hash_map数据结构，详细阐述了hash_map的工作原理，包括哈希表的概念、哈希函数、解决冲突的方法。还讨论了如何在hash_map中自定义键类型并提供相应的哈希和等于函数。同时，概述了hash_map的主要函数，如构造函数、find、operator[]和insert，以及如何在容器中添加自定义类型。

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注意自己定义的key数据类型，要定义hash函数和等于函数

1 数据结构：hash_map原理

这是一节让你深入理解hash_map的介绍，如果你只是想囫囵吞枣，不想理解其原理，你倒是可以略过这一节，但我还是建议你看看，多了解一些没有坏处。

hash_map基于hash table（哈希表）。哈希表最大的优点，就是把数据的存储和查找消耗的时间大大降低，几乎可以看成是常数时间；而代价仅仅是消耗比较多的内存。然而在当前可利用内存越来越多的情况下，用空间换时间的做法是值得的。另外，编码比较容易也是它的特点之一。

其基本原理是：使用一个下标范围比较大的数组来存储元素。可以设计一个函数（哈希函数，也叫做散列函数），使得每个元素的关键字都与一个函数值（即数组下标，hash值）相对应，于是用这个数组单元来存储这个元素；也可以简单的理解为，按照关键字为每一个元素“分类”，然后将这个元素存储在相应“类”所对应的地方，称为桶。

但是，不能够保证每个元素的关键字与函数值是一一对应的，因此极有可能出现对于不同的元素，却计算出了相同的函数值，这样就产生了“冲突”，换句话说，就是把不同的元素分在了相同的“类”之中。总的来说，“直接定址”与“解决冲突”是哈希表的两大特点。

hash_map，首先分配一大片内存，形成许多桶。是利用hash函数，对key进行映射到不同区域（桶）进行保存。其插入过程是：

得到key
通过hash函数得到hash值
得到桶号(一般都为hash值对桶数求模)
存放key和value在桶内。

其取值过程是:

得到key
通过hash函数得到hash值
得到桶号(一般都为hash值对桶数求模)
比较桶的内部元素是否与key相等，若都不相等，则没有找到。
取出相等的记录的value。

hash_map中直接地址用hash函数生成，解决冲突，用比较函数解决。这里可以看出，如果每个桶内部只有一个元素，那么查找的时候只有一次比较。当许多桶内没有值时，许多查询就会更快了(指查不到的时候).

由此可见，要实现哈希表, 和用户相关的是：hash函数和比较函数。这两个参数刚好是我们在使用hash_map时需要指定的参数。

2.4 hash_map 函数

hash_map的函数和map的函数差不多。具体函数的参数和解释，请参看：STL 编程手册：Hash_map，这里主要介绍几个常用函数。

hash_map(size_type n) 如果讲究效率，这个参数是必须要设置的。n 主要用来设置hash_map 容器中hash桶的个数。桶个数越多，hash函数发生冲突的概率就越小，重新申请内存的概率就越小。n越大，效率越高，但是内存消耗也越大。
const_iterator find(const key_type& k) const. 用查找，输入为键值，返回为迭代器。
data_type& operator[](const key_type& k) . 这是我最常用的一个函数。因为其特别方便，可像使用数组一样使用。不过需要注意的是，当你使用[key ]操作符时，如果容器中没有key元素，这就相当于自动增加了一个key元素。因此当你只是想知道容器中是否有key元素时，你可以使用find。如果你希望插入该元素时，你可以直接使用[]操作符。
insert 函数。在容器中不包含key值时，insert函数和[]操作符的功能差不多。但是当容器中元素越来越多，每个桶中的元素会增加，为了保证效率，hash_map会自动申请更大的内存，以生成更多的桶。因此在insert以后，以前的iterator有可能是不可用的。
erase 函数。在insert的过程中，当每个桶的元素太多时，hash_map可能会自动扩充容器的内存。但在sgi stl中是erase并不自动回收内存。因此你调用erase后，其他元素的iterator还是可用的。

4.3 如何在hash_map中加入自己定义的类型?

例子：

头文件

#include <hash_map>

using namespace __gnu_cxx;

#include <hash_map>
#include <cstdio>
#include <iostream>

using namespace std;
using namespace __gnu_cxx;

const int NODE_HASH = 13333331;
struct Node{
    int a, b;
};
struct Node_hash{
    size_t operator()(const Node& rhs) const {
        return rhs.a * rhs.b % NODE_HASH;
    }
};
///返回值类型为size_t
struct Node_equal{
    bool operator()(const Node &x, const Node &y) const {
        return x.a == y.a && x.b == y.b;
    }
};

int main()
{
    int x, y, z;
//    hash_map<int, int> hh;
    hash_map<Node, int, Node_hash, Node_equal> hmp(50);
//    cout << hmp.bucket_count() <<endl;///桶的个数
    int n;
    cin >> n;
    while (n--)
    {
        Node tmp;
        cin >> tmp.a >> tmp.b >> z;
        hmp[tmp] = z;
    }
    Node tmp;
    while (cin >> tmp.a >> tmp.b)
    {
        if (hmp.find(tmp) == hmp.end())
        {
            puts("NO"); continue;
        }
        else
        {
            printf("YES %d\n", hmp[tmp]);
        }
    }
    return 0;
}