【C++】unordered_set和unordered_map

2024-04-16 21:04
文章标签 c++ set map unordered

本文主要是介绍【C++】unordered_set和unordered_map，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

底层哈希结构

namespace hash_bucket
{template<class T>struct HashData{T _data;struct HashData* next = nullptr;HashData(const T& data):_data(data){}};//仿函数:这里直接用开散列仿函数template <class K>struct HashFunc{size_t operator()(const K& key){return (size_t)key;}};template <>struct HashFunc<string>//特化{size_t operator()(const string& key){size_t res = 0;for (auto e : key){res *= 131;res += e;}return res;}};//迭代器//前置声明template<class K, class T, class Hash, class KeyOfT>class HashTable;template<class K, class T, class Hash, class KeyOfT>struct _HashTableIterator{typedef HashData<T> Node;typedef HashTable<K, T, Hash, KeyOfT> Ht;typedef _HashTableIterator<K, T, Hash, KeyOfT> Self;Node* _node;Ht* _pht;_HashTableIterator(Node* node,Ht* pht):_node(node),_pht(pht){}T& operator*(){return _node->_data;}T* operator->(){return &_node->_data;}Self& operator++(){if (_node->next){//当前桶_node = _node->next;}else{//下一个桶KeyOfT kot;Hash hash;size_t i = hash(kot(_node->_data)) % _pht->_size;for (++i; i < _pht->_tables.size(); i++){if (_pht->_tables[i]){_node = _pht->_tables[i];if(node)break;}}if (i == _pht->_tables.size()){_node = nullptr;}}return *this;}bool operator!=(Self& s)const{return s._node != _node;}bool operator==(Self& s)const{return !operator!=(s);}};template<class K, class T, class Hash, class KeyOfT>class HashTable{typedef HashData<T> Node;typedef _HashTableIterator<K, T, Hash, KeyOfT> iterator;public:iterator begin(){for (size_t i = 0; i < _tables.size(); i++){if (_tables[i] != nullptr)return iterator(_tables[i], this);}return end();}iterator end(){return iterator(nullptr, this);}public:HashTable():_size(0),_tables(10, nullptr){}~HashTable()//这里的析构函数得自己添加，否则只会析构哈希表，导致节点数据没有被释放{//这里的操作和底下的打印有点像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 T& data){Hash hash;KeyOfT kot;if (Find(kot(data)))return false;//负载因子到 1 就扩容if (_size == _tables.size())//扩容{size_t newSize = _tables.size() * 2;vector<Node*> newTables(newSize, nullptr);size_t hashi = 0;for (size_t i = 0; i < _tables.size(); i++){Node* cur = _tables[i];while (cur){Node* next = cur->next;hashi = hash(kot(cur->_data)) % newTables.size();cur->next = newTables[hashi];newTables[hashi] = cur;cur = next;}_tables[i] = nullptr;}_tables.swap(newTables);}size_t hashi = hash(kot(data)) % _tables.size();//头插Node* old = _tables[hashi];_tables[hashi] = new Node(data);_tables[hashi]->next = old;_size++;return true;}Node* Find(const K& key){if (_size == 0)return nullptr;Hash hash;KeyOfT kot;size_t hashi = hash(key) % _tables.size();Node* cur = nullptr;for (size_t i = 0; i < _tables.size(); i++){cur = _tables[i];while (cur){if (kot(cur->_data) == key){return cur;}cur = cur->next;}}return nullptr;}void Print(){KeyOfT kot;for (size_t i = 0; i < _tables.size(); i++){Node* cur = _tables[i];while (cur){cout << "[" << kot(cur->_data) << ": " << kot(cur->_data) << "]-->";cur = cur->next;}}cout << endl;}bool Erase(const K& key){Hash hash;KeyOfT kot;size_t hashi = hash(key) % _tables.size();Node* cur = _tables[hashi];Node* prev = nullptr;while (cur){if (kot(cur->_data) == key){if (prev){prev->next = cur->next;}else{_tables[hashi] = cur->next;}delete cur;cur = nullptr;return true;}else{prev = cur;cur = cur->next;}}return false;}size_t size(){return _size;}private:size_t _size = 0;//有效数据个数vector<Node*> _tables;};
}

unordered_set

namespace hash_bucket
{template<class K, class Hash = HashFunc<K>>class unordered_set{struct SetKeyOfT{const K& operator()(const K& key){return key;}};private:HashTable<K, K,Hash,SetKeyOfT> _ht;public:typedef  typename HashTable<K, K, Hash, SetKeyOfT> ::iterator iterator;iterator begin(){return _ht.begin();}iterator end(){return _ht.end();}bool insert(const K& Node){return _ht.Insert(Node);}};void unorderedset_test1(){unordered_set<int> s;s.insert(2);s.insert(4);s.insert(9);s.insert(1);s.insert(2);s.insert(3);for (auto e : s){cout << e << " ";}}
}

unordered_map

namespace hash_bucket
{template<class K,class V, class Hash = HashFunc<K>>class unordered_map{struct MapKeyOfT{const K& operator()(const pair<K, V>& key){return key.first;}};private:HashTable<K, pair<K, V>, Hash, MapKeyOfT> _ht;public:typedef  typename HashTable<K, pair<K, V>, Hash, MapKeyOfT>::iterator iterator;iterator begin(){return _ht.begin();}iterator end(){return _ht.end();}bool insert(const pair<K, V>& Node){return _ht.Insert(Node);}};void unorderedmap_test1(){unordered_map<string, string> dict;dict.insert(make_pair("insert", "插入"));dict.insert(make_pair("sort" , "排序"));dict.insert(make_pair("delete", "删除"));dict.insert(make_pair("string", "字符串"));dict.insert(make_pair("iterator", "迭代器"));unordered_map<string, string>::iterator umit = dict.begin();//while (umit != dict.end())//{//	cout << umit->first << ":" << umit->second << endl;//	++umit;//}//cout << endl;}
}

此时编译：
在这里插入图片描述报错！
HashTable和其迭代器互相调用
从逻辑上讲，HashTable应该给迭代器开放权限，如下设置一个友元类即可
在这里插入图片描述
因为是模板故必须带参数。
经检测，以上代码有个小bug，可能会导致数据打印时无法跳出迭代器，形成死循环打印；
提示：错误点在该段代码中

		Self& operator++(){if (_node->next){//当前桶_node = _node->next;}else{//下一个桶KeyOfT kot;Hash hash;size_t i = hash(kot(_node->_data)) % _pht->_size;for (++i; i < _pht->_tables.size(); i++){if (_pht->_tables[i]){_node = _pht->_tables[i];if(node)break;}}if (i == _pht->_tables.size()){_node = nullptr;}}return *this;}

在这里插入图片描述
在这里我们是不是应该对哈希表的大小取模，而不是对现在的有效数据个数取模

size_t i = hash(kot(_node->_data)) % _pht->_tables.size();

完整代码

代码实现标准化，实现[ ]重载

#pragma once
#include "hash.h"
namespace hash_bucket
{template<class K, class Hash = HashFunc<K>>class unordered_set{struct SetKeyOfT{const K& operator()(const K& key){return key;}};private:HashTable<K, K,Hash,SetKeyOfT> _ht;public:typedef  typename HashTable<K, K, Hash, SetKeyOfT> ::iterator iterator;iterator begin(){return _ht.begin();}iterator end(){return _ht.end();}pair<iterator, bool> insert(const K& Node){return _ht.Insert(Node);}};void unorderedset_test1(){unordered_set<int> s;s.insert(2);s.insert(4);s.insert(9);s.insert(1);s.insert(2);s.insert(3);for (auto e : s){cout << e << " ";}}
}

#pragma once
#include "hash.h"
namespace hash_bucket
{template<class K,class V, class Hash = HashFunc<K>>class unordered_map{struct MapKeyOfT{const K& operator()(const pair<K, V>& key){return key.first;}};private:HashTable<K, pair<K, V>, Hash, MapKeyOfT> _ht;public:typedef  typename HashTable<K, pair<K, V>, Hash, MapKeyOfT>::iterator iterator;iterator begin(){return _ht.begin();}iterator end(){return _ht.end();}pair<iterator,bool> insert(const pair<K, V>& Node){return _ht.Insert(Node);}V& operator[](const K& key){pair<iterator, bool> ret = insert(make_pair(key, V()));return ret.first->second;}};void unorderedmap_test1(){unordered_map<string, string> dict;dict.insert(make_pair("insert", "插入"));dict.insert(make_pair("sort" , "排序"));dict.insert(make_pair("delete", "删除"));dict.insert(make_pair("string", "字符串"));dict.insert(make_pair("iterator", "迭代器"));unordered_map<string, string>::iterator umit = dict.begin();while (umit != dict.end()){cout << umit->first << ":" << umit->second << endl;++umit;}cout << endl;}void unorderedmap_test2(){string arr[] = { "梨子","苹果","猕猴桃","桃" ,"梨子","苹果", "猕猴桃","猕猴桃","猕猴桃","梨子","猕猴桃" };unordered_map<string, int> countMap;for (const auto& str : arr){countMap[str]++;}unordered_map<string, int>::iterator it = countMap.begin();while (it != countMap.end()){cout << (*it).first << ":" << (*it).second << endl;++it;}cout << endl << endl;for (auto e : countMap){cout << e.first << ":" << e.second << endl;}cout << endl;}
}

namespace hash_bucket
{template<class T>struct HashData{T _data;struct HashData* next = nullptr;HashData(const T& data):_data(data){}};//仿函数:这里直接用开散列仿函数template <class K>struct HashFunc{size_t operator()(const K& key){return (size_t)key;}};template <>struct HashFunc<string>//特化{size_t operator()(const string& key){size_t res = 0;for (auto e : key){res *= 131;res += e;}return res;}};//迭代器//前置声明template<class K, class T, class Hash, class KeyOfT>class HashTable;template<class K, class T, class Hash, class KeyOfT>struct _HashTableIterator{typedef HashData<T> Node;typedef HashTable<K, T, Hash, KeyOfT> Ht;typedef _HashTableIterator<K, T, Hash, KeyOfT> Self;Node* _node;Ht* _pht;_HashTableIterator(Node* node,Ht* pht):_node(node),_pht(pht){}T& operator*(){return _node->_data;}T* operator->(){return &_node->_data;}Self& operator++(){if (_node->next){//当前桶_node = _node->next;}else{//下一个桶KeyOfT kot;Hash hash;size_t i = hash(kot(_node->_data)) % _pht->_tables.size();for (++i; i < _pht->_tables.size(); i++){if (_pht->_tables[i]){_node = _pht->_tables[i];if (_node){break;}}}if (i == _pht->_tables.size()){_node = nullptr;}}return *this;}Self& operator++(int){Self tmp = this;if (_node->next){//当前桶_node = _node->next;}else{//下一个桶KeyOfT kot;Hash hash;size_t i = hash(kot(_node->_data)) % _pht->size();for (++i; i < _pht->_tables.size(); i++){if (_pht->_tables[i]){_node = _pht->_tables[i];break;}}if (i == _pht->_tables.size()){_node = nullptr;}}return tmp;}bool operator!=(const Self& s) const{return s._node != _node;}bool operator==(const Self& s) const{return s._node == _node;}};template<class K, class T, class Hash, class KeyOfT>class HashTable{template<class K, class T, class Hash, class KeyOfT>friend struct _HashTableIterator;typedef HashData<T> Node;public:typedef _HashTableIterator<K, T, Hash, KeyOfT> iterator;iterator begin(){for (size_t i = 0; i < _tables.size(); i++){if (_tables[i] != nullptr)return iterator(_tables[i], this);}return end();}iterator end(){return iterator(nullptr, this);}public:HashTable():_size(0),_tables(10, nullptr){}~HashTable()//这里的析构函数得自己添加，否则只会析构哈希表，导致节点数据没有被释放{//这里的操作和底下的打印有点像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;}}pair<iterator,bool> Insert(const T& data){Hash hash;KeyOfT kot;iterator ret = Find(kot(data));if (ret != end())return make_pair(ret, false); //负载因子到 1 就扩容if (_size == _tables.size())//扩容{size_t newSize = _tables.size() * 2;vector<Node*> newTables(newSize, nullptr);//这里为了减少调用，不像开散列那样采用复用insert的形式，而是直接将原表中的节点拿下来直接用//而且复用insert的时候会涉及空间的申请释放问题（申请新节点，将旧节点的值给新节点，然后释放新旧结点）size_t hashi = 0;//旧表数据移到新表//特别注意：一个一个数据移动，不可一串一串移动，那样的话会造成映射位置错误，最后使其数据不能被正常找到for (size_t i = 0; i < _tables.size(); i++){Node* cur = _tables[i];while (cur){Node* next = cur->next;hashi = hash(kot(cur->_data)) % newTables.size();cur->next = newTables[hashi];newTables[hashi] = cur;cur = next;}_tables[i] = nullptr;}_tables.swap(newTables);}size_t hashi = hash(kot(data)) % _tables.size();//头插Node* old = _tables[hashi];_tables[hashi] = new Node(data);_tables[hashi]->next = old;_size++;return make_pair(iterator(_tables[hashi], this), true);}iterator Find(const K& key){if (_size == 0)return iterator(nullptr, this);Hash hash;KeyOfT kot;size_t hashi = hash(key) % _tables.size();Node* cur = nullptr;for (size_t i = 0; i < _tables.size(); i++){cur = _tables[i];while (cur){if (kot(cur->_data) == key){return iterator(cur, this);}cur = cur->next;}}return end();}void Print(){KeyOfT kot;for (size_t i = 0; i < _tables.size(); i++){Node* cur = _tables[i];while (cur){cout << "[" << kot(cur->_data) << ": " << kot(cur->_data) << "]-->";cur = cur->next;}}cout << endl;}bool Erase(const K& key){Hash hash;KeyOfT kot;size_t hashi = hash(key) % _tables.size();Node* cur = _tables[hashi];Node* prev = nullptr;while (cur){if (kot(cur->_data) == key){if (prev){prev->next = cur->next;}else{_tables[hashi] = cur->next;}delete cur;cur = nullptr;return true;}else{prev = cur;cur = cur->next;}}return false;}size_t size(){return _size;}private:size_t _size = 0;//有效数据个数vector<Node*> _tables;};
}

这篇关于【C++】unordered_set和unordered_map的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/909893。

相关文章

Kotlin Map映射转换问题小结

Kotlin Map映射转换问题小结

《KotlinMap映射转换问题小结》文章介绍了Kotlin集合转换的多种方法,包括map（一对一转换）、mapIndexed（带索引）、mapNotNull（过滤null）、mapKeys/map... 目录Kotlin 集合转换：map、mapIndexed、mapNotNull、mapKeys、map
阅读更多...
C++中全局变量和局部变量的区别

C++中全局变量和局部变量的区别

《C++中全局变量和局部变量的区别》本文主要介绍了C++中全局变量和局部变量的区别,全局变量和局部变量在作用域和生命周期上有显著的区别,下面就来介绍一下,感兴趣的可以了解一下... 目录一、全局变量定义生命周期存储位置代码示例输出二、局部变量定义生命周期存储位置代码示例输出三、全局变量和局部变量的区别作用域
阅读更多...
C++中assign函数的使用

C++中assign函数的使用

《C++中assign函数的使用》在C++标准模板库中,std::list等容器都提供了assign成员函数,它比操作符更灵活,支持多种初始化方式,下面就来介绍一下assign的用法,具有一定的参考价... 目录​1.assign的基本功能​​语法​2. 具体用法示例​​​(1) 填充n个相同值​​(2)
阅读更多...
c++ 类成员变量默认初始值的实现

c++ 类成员变量默认初始值的实现

《c++类成员变量默认初始值的实现》本文主要介绍了c++类成员变量默认初始值,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧... 目录C++类成员变量初始化c++类的变量的初始化在C++中，如果使用类成员变量时未给定其初始值，那么它将被
阅读更多...
C++中NULL与nullptr的区别小结

C++中NULL与nullptr的区别小结

《C++中NULL与nullptr的区别小结》本文介绍了C++编程中NULL与nullptr的区别,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编... 目录C++98空值——NULLC++11空值——nullptr区别对比示例 C++98空值——NUL
阅读更多...
C++ Log4cpp跨平台日志库的使用小结

C++ Log4cpp跨平台日志库的使用小结

《C++Log4cpp跨平台日志库的使用小结》Log4cpp是c++类库,本文详细介绍了C++日志库log4cpp的使用方法,及设置日志输出格式和优先级,具有一定的参考价值,感兴趣的可以了解一下... 目录一、介绍1. log4cpp的日志方式2.设置日志输出的格式3. 设置日志的输出优先级二、Window
阅读更多...
从入门到精通C++11 ＜chrono＞ 库特性

从入门到精通C++11 ＜chrono＞ 库特性

《从入门到精通C++11＜chrono＞库特性》chrono库是C++11中一个非常强大和实用的库,它为时间处理提供了丰富的功能和类型安全的接口,通过本文的介绍,我们了解了chrono库的基本概念... 目录一、引言1.1 为什么需要<chrono>库1.2<chrono>库的基本概念二、时间段（Durat
阅读更多...
C++20管道运算符的实现示例

C++20管道运算符的实现示例

《C++20管道运算符的实现示例》本文简要介绍C++20管道运算符的使用与实现,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧... 目录标准库的管道运算符使用自己实现类似的管道运算符我们不打算介绍太多，因为它实际属于c++20最为重要的
阅读更多...
Visual Studio 2022 编译C++20代码的图文步骤

Visual Studio 2022 编译C++20代码的图文步骤

《VisualStudio2022编译C++20代码的图文步骤》在VisualStudio中启用C++20import功能,需设置语言标准为ISOC++20,开启扫描源查找模块依赖及实验性标... 默认创建Visual Studio桌面控制台项目代码包含C++20的import方法。右键项目的属性：
阅读更多...
c++中的set容器介绍及操作大全

c++中的set容器介绍及操作大全

《c++中的set容器介绍及操作大全》：本文主要介绍c++中的set容器介绍及操作大全,本文通过实例代码给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价值,需要的朋友参考下吧... 目录​​一、核心特性​​️ ​​二、基本操作​​​​1. 初始化与赋值​​​​2. 增删查操作​​​​3. 遍历方
阅读更多...

Copyright China编程 23002807@qq.com

沪ICP备2023033072号-2