CMap成员变量和成员函数难点详细解释

MFC CMap详解
最新推荐文章于 2025-09-09 11:36:41 发布
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#数据结构与算法

本文主要是针对CMap中的成员变量：

CAssoc** m_pHashTable;
UINT m_nHashTableSize;
int m_nCount;
CAssoc* m_pFreeList;
struct CPlex* m_pBlocks;
int m_nBlockSize;

进行解释，以及如何存放。

还有就是对成员函数：

CAssoc* NewAssoc();
void FreeAssoc(CAssoc*);

VALUE& operator[](ARG_KEY key);

的实现进行说明。

先看看MFC CMap类路径：

C:/Program Files/Microsoft Visual Studio/VC98/MFC/Include/AFXTEMPL.H

部分源码：

///////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // CMap<KEY, ARG_KEY, VALUE, ARG_VALUE> template<class KEY, class ARG_KEY, class VALUE, class ARG_VALUE> class CMap : public CObject { protected: // Association struct CAssoc { CAssoc* pNext; UINT nHashValue; // needed for efficient iteration KEY key; VALUE value; }; public: // Construction CMap(int nBlockSize = 10); // Attributes // number of elements int GetCount() const; BOOL IsEmpty() const; // Lookup BOOL Lookup(ARG_KEY key, VALUE& rValue) const; // Operations // Lookup and add if not there VALUE& operator[](ARG_KEY key); // add a new (key, value) pair void SetAt(ARG_KEY key, ARG_VALUE newValue); // removing existing (key, ?) pair BOOL RemoveKey(ARG_KEY key); void RemoveAll(); // iterating all (key, value) pairs POSITION GetStartPosition() const; void GetNextAssoc(POSITION& rNextPosition, KEY& rKey, VALUE& rValue) const; // advanced features for derived classes UINT GetHashTableSize() const; void InitHashTable(UINT hashSize, BOOL bAllocNow = TRUE); // Implementation protected: CAssoc** m_pHashTable; UINT m_nHashTableSize; int m_nCount; CAssoc* m_pFreeList; struct CPlex* m_pBlocks; int m_nBlockSize; CAssoc* NewAssoc(); void FreeAssoc(CAssoc*); CAssoc* GetAssocAt(ARG_KEY, UINT&) const; public: ~CMap(); void Serialize(CArchive&); #ifdef _DEBUG void Dump(CDumpContext&) const; void AssertValid() const; #endif }; template<class KEY, class ARG_KEY, class VALUE, class ARG_VALUE> CMap<KEY, ARG_KEY, VALUE, ARG_VALUE>::CAssoc* CMap<KEY, ARG_KEY, VALUE, ARG_VALUE>::NewAssoc() { if (m_pFreeList == NULL) { // add another block CPlex* newBlock = CPlex::Create(m_pBlocks, m_nBlockSize, sizeof(CMap::CAssoc)); // chain them into free list CMap::CAssoc* pAssoc = (CMap::CAssoc*) newBlock->data(); // free in reverse order to make it easier to debug pAssoc += m_nBlockSize - 1; for (int i = m_nBlockSize-1; i >= 0; i--, pAssoc--) { pAssoc->pNext = m_pFreeList; m_pFreeList = pAssoc; } } ASSERT(m_pFreeList != NULL); // we must have something CMap::CAssoc* pAssoc = m_pFreeList; m_pFreeList = m_pFreeList->pNext; m_nCount++; ASSERT(m_nCount > 0); // make sure we don't overflow ConstructElements<KEY>(&pAssoc->key, 1); ConstructElements<VALUE>(&pAssoc->value, 1); // special construct values return pAssoc; } template<class KEY, class ARG_KEY, class VALUE, class ARG_VALUE> void CMap<KEY, ARG_KEY, VALUE, ARG_VALUE>::FreeAssoc(CMap::CAssoc* pAssoc) { DestructElements<VALUE>(&pAssoc->value, 1); DestructElements<KEY>(&pAssoc->key, 1); pAssoc->pNext = m_pFreeList; m_pFreeList = pAssoc; m_nCount--; ASSERT(m_nCount >= 0); // make sure we don't underflow // if no more elements, cleanup completely if (m_nCount == 0) RemoveAll(); } template<class KEY, class ARG_KEY, class VALUE, class ARG_VALUE> VALUE& CMap<KEY, ARG_KEY, VALUE, ARG_VALUE>::operator[](ARG_KEY key) { ASSERT_VALID(this); UINT nHash; CAssoc* pAssoc; if ((pAssoc = GetAssocAt(key, nHash)) == NULL) { if (m_pHashTable == NULL) InitHashTable(m_nHashTableSize); // it doesn't exist, add a new Association pAssoc = NewAssoc(); pAssoc->nHashValue = nHash; pAssoc->key = key; // 'pAssoc->value' is a constructed object, nothing more // put into hash table pAssoc->pNext = m_pHashTable[nHash]; m_pHashTable[nHash] = pAssoc; } return pAssoc->value; // return new reference }

1.当把元素插入到哈希表中的时候，调用SetAt(ARG_KEY key, ARG_VALUE newValue)，然后重载运算符[]，来到：

if ((pAssoc = GetAssocAt(key, nHash)) == NULL) { if (m_pHashTable == NULL) InitHashTable(m_nHashTableSize); // it doesn't exist, add a new Association pAssoc = NewAssoc(); pAssoc->nHashValue = nHash; pAssoc->key = key; // 'pAssoc->value' is a constructed object, nothing more // put into hash table pAssoc->pNext = m_pHashTable[nHash]; m_pHashTable[nHash] = pAssoc; }

pAssoc = NewAssoc()调用后，来到关键的一句：

if (m_pFreeList == NULL)的判断，m_pFreeList 成员变量，在初始化的时候是为空，在分析它之前，先解释一下那3个成员变量：

// m_pFreeList后面再作解释

CAssoc* m_pFreeList;

// 每一个m_pBlocks就是在内存中m_nBlockSize ＝ 10个用来存放数据的内存结构，相当于一个盒子，可以装下10个插入的数据
struct CPlex* m_pBlocks;
int m_nBlockSize;

首先说一下struct CPlex：

struct CPlex // warning variable length structure { CPlex* pNext; #if (_AFX_PACKING >= 8) DWORD dwReserved[1]; // align on 8 byte boundary #endif // BYTE data[maxNum*elementSize]; void* data() { return this+1; } static CPlex* PASCAL Create(CPlex*& head, UINT nMax, UINT cbElement); // like 'calloc' but no zero fill // may throw memory exceptions void FreeDataChain(); // free this one and links }; CPlex* PASCAL CPlex::Create(CPlex*& pHead, UINT nMax, UINT cbElement) { ASSERT(nMax > 0 && cbElement > 0); CPlex* p = (CPlex*) new BYTE[sizeof(CPlex) + nMax * cbElement]; // may throw exception p->pNext = pHead; pHead = p; // change head (adds in reverse order for simplicity) return p; } void CPlex::FreeDataChain() // free this one and links { CPlex* p = this; while (p != NULL) { BYTE* bytes = (BYTE*) p; CPlex* pNext = p->pNext; delete[] bytes; p = pNext; } }

Plex，在中文意思是丛，簇的意思，

它只有一个成员变量指针：CPlex* pNext，

在每次调用Create函数后，内存中就会分配m_nBlockSize ＝10（10为nBlockSize在构造函数中默认分配的大小）个单位的空间大小，每一个m_nBlockSize的大小是cbElement，再加上存放结构CPlex的大小，一共是：

sizeof(CPlex) + nMax * cbElement;

因此，每次一个Create后，内存就会分配10个位置的空间用来存放将要插入的数据，也就是一个“丛”，在插入完10个数据后，也就是第一个“丛”已经装满了，这时，又新建一个“丛”，这时候，第一个“丛”的指针CPlex* pNext就会指向下一个“丛”，从而可以实现每一次动态地分配10个单位数据，用来存放插入的数据（但是这时数据还没有插入，只是开辟一片空间，准备用来存放数据），也就是一个“丛”，这些“丛”都组成又一个链表。

好，这时候就可以说说m_pFreeList，在新建一个“丛”，也就是调用Create后，

CMap::CAssoc* pAssoc = (CMap::CAssoc*) newBlock->data();

新建一个CAssoc对象pAssoc （也就是要插入的那个元素），放到刚刚新建好的那个“丛”的第一个位置去（每个“丛”有m_nBlockSize ＝10个位置嘛，前面说了），newBlock->data() 是返回this+1，为什么是+1？因为this是CPlex对象中存放pNext指针的位置，指针后面就是10个单位，+1后就指向了10个单位的第一个位置。

这时候，

pAssoc += m_nBlockSize - 1;

把刚刚新建的CAssoc对象移动到“丛”的最后一个位后，这时候m_pFreeList从后面指回到第一个位置上。

如图：

0______ ->“丛”的第一个位置存放指针

1______ ->“丛”的第二个开始存放数据1，m_pFreeList指向这里

2______m_pFreeList

3______ ｜

4______ V

5______ 会

6______ 向

7______ 下

8______ 移

9______ 动

10______

随着数据的插入，m_pFreeList会一直向下移动，

在第一个“丛”放满数据后，m_pFreeList会变成NULL，这时候再新建一个“丛”，第一个“丛的指针pNext指向下一个“丛”：

0______ ->“丛”的第一个位置存放指针

1______ ->“丛”的第二个开始存放数据1，m_pFreeList指向这里

2______

3______

4______

5______

6______

7______

8______

9______

10______

这就是数据在插入和存放的过程.

2.在调用FreeAssoc(CMap::CAssoc* pAssoc)进行删除一个数据后，m_pFreeList会指向删除的位置，面删除的位置会指向m_pFreeList原来的位置，这样一来，在删除数据后，所留下的空间会在以后插入数据的时候填充掉，这样可以有效地防止空间的浪费。

pAssoc->pNext = m_pFreeList;
m_pFreeList = pAssoc;

至于数据的Map中的结构，这就不多说了，也就是一个哈希表的结构！

花了2小时，终于完成，小弟第一次100%原创发表，里面可以有很多不足之处，希望大家多多指点！！也希望大家多多支持，学习学习！！！

转帖请注明：n70joey原创于youkuaiyun.com！！！！

2010-03-23

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