STL源碼剖析（十八）關聯式容器之hash_map、hash_multimap

STL源碼剖析（十八）關聯式容器之hash_map、hash_multimap

map 和 set 的區別就是，set 的 value 中 只有 key 沒有 data，而 map 的 value 既有 key 又有 data，每一個元素都是一個對組

一、hash_map、hash_multimap的數據結構

hash_map的定義如下

template <class Key, class T, class HashFcn = hash<Key>,
          class EqualKey = equal_to<Key>,
          class Alloc = alloc>
class hash_map
{
  ...
private:
  typedef hashtable<pair<const Key, T>, Key, HashFcn,
                    select1st<pair<const Key, T> >, EqualKey, Alloc> ht;
  ht rep;
  ...
};

它們的成員變量只有一個哈希表，下面解析一下哈希表的模板參數

哈希表的模板參數定義如下

template <class Value, class Key, class HashFcn,
          class ExtractKey, class EqualKey,
          class Alloc>
class hashtable {
  ...
};

• Value：包含 key + data，hash_map 指定的是 pair<const Key, T>，一個對組，注意裏面的 key 是 const 類型，因爲 key 是不允許被修改的

• Key：鍵值

• HashFcn：哈希函數，hash_map 指定的是 hash<Key>，用於生成哈希值，這個上一篇文章已經講解過了，這裏不再講解

• ExtractKey：從 value 中獲取 key，hash_map 的定義爲 select1st<pair<const Key, T> >，因爲每個元素都是 key 加 data，所以獲取鍵值就從對組中取出第一個元素就行，select1st 的定義如下

  template <class Pair>
  struct select1st : public unary_function<Pair, typename Pair::first_type> {
    const typename Pair::first_type& operator()(const Pair& x) const
    {
      return x.first;
    }
  };
  

• EqualKey：判斷 key 是否相等，hash_map 的定義爲 equal_to<Key> ，定義如下

  template <class T>
  struct equal_to : public binary_function<T, T, bool> {
      bool operator()(const T& x, const T& y) const { return x == y; }
  };
  

hash_mulitmap 的數據結構和 hash_map 是一樣的，這裏不再列出

二、hash_map、hash_multimap的迭代器

hash_map 和 hash_multimap 的迭代器都是一樣的，定義如下

typedef typename ht::iterator iterator;

它們都是直接使用哈希表的迭代器

如果要修改對應的data，可以這樣做

it->second = xxx;

三、hash_map、hash_multimap的操作

hash_map 和 hash_multimap 的操作基本是相同的，只是插入元素的操作不同，這裏相同的部分只會列處 hash_map

3.1 構造函數

hash_map() : rep(100, hasher(), key_equal()) {}

初始化哈希表

3.2 析構函數

hash_map 和 hash_multimap 是沒有析構函數的，在釋放 hash_map 和 hash_multimap 對象的時候，會自動析構釋放成員變量，所以哈希表會被自動析構釋放

3.3 插入元素

hash_map 的 insert

pair<iterator, bool> insert(const value_type& obj)
    { return rep.insert_unique(obj); }

因爲不允許鍵值重複，所以調用的哈希表的 insert_unique 操作

hash_multimap 的 insert

iterator insert(const value_type& obj) { return rep.insert_equal(obj); }

允許鍵值重複，所以調用的哈希表的 insert_equal 操作

3.4 刪除元素

size_type erase(const key_type& key) {return rep.erase(key); }

通過調用哈希表的 erase 完成操作

3.5 其他操作

begin

iterator begin() { return rep.begin(); }

end

iterator end() { return rep.end(); }

find

iterator find(const key_type& key) { return rep.find(key); }

可以看到，絕大數操作都是轉而調用哈希表完成的