unordered_set与unordered_map实现详解剖析

最新推荐文章于 2025-12-09 11:28:31 发布

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#哈希算法 #unordered_map #unordered_set #c++ #数据结构

前言

在前两章中，我们详细介绍了哈希表的实现，而unordered_set与unordered_map的底层就是用到了哈希表，今天我们就用哈希表来封装我们的unordered_set与unordered_map。在此之前我们先来回顾一下之前写的哈希结构。

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

		~HashTable()
		{
			for (size_t 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)
		{
			if (Find(kv.first))
				return false;
			Hash hf;
			if (_n == _tables.size())
			{
				vector<Node*> newTables;
				newTables.resize(_tables.size() * 2, nullptr);
				// 遍历旧表
				for (size_t i = 0; i < _tables.size(); i++)
				{
					Node* cur = _tables[i];
					while(cur)
					{
						Node* next = cur->_next;

						// 挪动到映射的新表
						size_t hashi = hf(cur->_kv.first) % newTables.size();
						cur->_next = newTables[hashi];
						newTables[hashi] = cur;

						cur = next;
					}

					_tables[i] = nullptr;
				}

				_tables.swap(newTables);
			}

			size_t hashi = hf(kv.first) % _tables.size();
			Node* newnode = new Node(kv);

			// 头插
			newnode->_next = _tables[hashi];
			_tables[hashi] = newnode;
			++_n;

			return true;
		}

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

				cur = cur->_next;
			}

			return NULL;
		}
		bool Erase(const K& key)
		{
			Hash hf;
			size_t hashi = hf(key) % _tables.size();
			Node* prev = nullptr;
			Node* cur = _tables[hashi];
			while (cur)
			{
				if (cur->_kv.first == key)
				{
					if (prev == nullptr)
					{
						_tables[hashi] = cur->_next;
					}
					else
					{
						prev->_next = cur->_next;
					}
					delete cur;

					return true;
				}

				prev = cur;
				cur = cur->_next;
			}

			return false;
		}

	private:
		vector<Node*> _tables;
		size_t _n = 0;
	};

我们用开散列的方式实现了哈希表的insert、find、erase的功能，并且增加一个模板参数，引入一个仿函数，来实现对string类型的哈希转换处理。

KeyOfT

但是要想封装unordered_set与unordered_map还需要一个模板，因为像上面代码中的情况，只考虑了kv结构，符合unordered_map，但不符合unordered_set，难道我们要写两个哈希结构嘛？当然不是，我们只需要针对map和set写一个仿函数即可，然后再增加一个模板参数。这样，当我们使用unordered_set与unordered_map时只需要将各自的仿函数传入即可。

//unordered_map
template<class K, class V, class Hash = HashFunc<K>>
	class unordered_map
	{
		struct MapKeyOfT
		{
			const K& operator()(const pair<K, V>& kv)
			{
				return kv.first;
			}
		};

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