用c++封装一个Hash Table，并与STL map 进行操作性能上的比较

最新推荐文章于 2025-04-22 10:50:48 发布

manthink2005

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分类专栏：性能比较数据结构文章标签：数据结构 c++ performance

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/manthink2005/article/details/24936579

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本文探讨了计算机科学中的Hash Table数据结构，重点在于如何使用C++封装一个Hash Table，并通过Rehash策略处理碰撞。文章提供了一个测试用例，对比了自定义Hash Table与STL map在插入、查询和删除操作上的性能，结果显示Hash Table的平均操作速度是STL map的九分之一。

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问题描述：

1.在计算机科学中，hash table 是一种常用的数据结构，它本质上是一种关联容器，它映射一个key 到value。它通过一个hash function把key映射成一个整数值，这个整数值对应存放value值的容器的下标。

2.它主要支持三种操作：插入key，value对（insert)，查询（search)给定key, 删除key, value对（delete);

3.它三种操作的平均时间复杂度为O(1)，最糟糕情况下的时间复杂度为O(n)；

4.hash table要处理核心问题是选择好的hash function，这能使得key映射出的index足够分散均匀，尽量减少碰撞（不同的key映射到同一个index)，为了消除碰撞产生，一般常用几种方法：Separate chaining, Linear probing,Quadratic probing, Rehash, double Hashing,详细细节请参看维基百科；

5.本文给出利用Rehash的策略来消除碰撞；

6.本文设计测试用例，比较了hashtable 和STL map 的操作性能。发现执行相同的操作，hashtable 所消耗时间为STL map 九分之一；

程序代码:

#ifndef _HASH_TABLE_H_
#define _HASH_TABLE_H_

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <map>
#include <assert.h>
#include <string>

#include "windows.h"

/*
* Compare function
*
*/
static bool StrCompare( const char* first, const char* second )
{
	size_t firstLen = strlen(first);
	size_t secondLen = strlen(second);

	return firstLen == secondLen && !strcmp( first, second );
}


/*
* Hash function
*
*/
static unsigned int ImplHashFunc( const char* buf, int len )
{
	unsigned int hash = 5381;

	while(len--)
	{
		hash = ((hash << 5) + hash) + (*buf++); /* hash * 33 + c */
	}

	return hash;
}


/*
* Hash function
*
*/

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