### 前言
? 由于前文介紹的《[散列表](http://blog.csdn.net/chenhanzhun/article/details/39578597)[hashtable](http://blog.csdn.net/chenhanzhun/article/details/39578597)》中,可以知道hash table在查找、刪除和插入節點是常數時間,優于RB-Tree紅黑樹,所以在SGI STL中提供了底層機制基于hash table的hash_map容器,hash_map和map類似,但是不同點是hash_map容器中的元素是沒有排序的,因為hash table沒有提供排序功能。本文源碼出自SGI STL的<stl_hash_map.h>文件。? ? ? ??
### hash_map源碼剖析
~~~
#ifndef __SGI_STL_INTERNAL_HASH_MAP_H
#define __SGI_STL_INTERNAL_HASH_MAP_H
#include <concept_checks.h>
__STL_BEGIN_NAMESPACE
#if defined(__sgi) && !defined(__GNUC__) && (_MIPS_SIM != _MIPS_SIM_ABI32)
#pragma set woff 1174
#pragma set woff 1375
#endif
//hash_map的底層是基于hash table的,hash table沒有提供排序,所以hash_map容器里面的內容是沒排序的
// Forward declaration of equality operator; needed for friend declaration.
template <class _Key, class _Tp,
class _HashFcn __STL_DEPENDENT_DEFAULT_TMPL(hash<_Key>),
class _EqualKey __STL_DEPENDENT_DEFAULT_TMPL(equal_to<_Key>),
class _Alloc = __STL_DEFAULT_ALLOCATOR(_Tp) >
class hash_map;
template <class _Key, class _Tp, class _HashFn, class _EqKey, class _Alloc>
inline bool operator==(const hash_map<_Key, _Tp, _HashFn, _EqKey, _Alloc>&,
const hash_map<_Key, _Tp, _HashFn, _EqKey, _Alloc>&);
template <class _Key, class _Tp, class _HashFcn, class _EqualKey,
class _Alloc>
class hash_map
{
// requirements:
__STL_CLASS_REQUIRES(_Key, _Assignable);
__STL_CLASS_REQUIRES(_Tp, _Assignable);
__STL_CLASS_UNARY_FUNCTION_CHECK(_HashFcn, size_t, _Key);
__STL_CLASS_BINARY_FUNCTION_CHECK(_EqualKey, bool, _Key, _Key);
private:
//_Select1st<>取出鍵值key,_Select1st<>定義在<stl_function.h>
/*
template <class _Arg, class _Result>
struct unary_function {
typedef _Arg argument_type;
typedef _Result result_type;
};
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;
}
};
*/
typedef hashtable<pair<const _Key,_Tp>,_Key,_HashFcn,
_Select1st<pair<const _Key,_Tp> >,_EqualKey,_Alloc> _Ht;
_Ht _M_ht;//底層機制以hash table完成
public:
//以下的內嵌類型均來是hash table
typedef typename _Ht::key_type key_type;
typedef _Tp data_type;
typedef _Tp mapped_type;
typedef typename _Ht::value_type value_type;
typedef typename _Ht::hasher hasher;
typedef typename _Ht::key_equal key_equal;
typedef typename _Ht::size_type size_type;
typedef typename _Ht::difference_type difference_type;
typedef typename _Ht::pointer pointer;
typedef typename _Ht::const_pointer const_pointer;
typedef typename _Ht::reference reference;
typedef typename _Ht::const_reference const_reference;
typedef typename _Ht::iterator iterator;
typedef typename _Ht::const_iterator const_iterator;
typedef typename _Ht::allocator_type allocator_type;
//返回hash相關函數
hasher hash_funct() const { return _M_ht.hash_funct(); }
key_equal key_eq() const { return _M_ht.key_eq(); }
allocator_type get_allocator() const { return _M_ht.get_allocator(); }
public:
//構造函數
//缺省情況使用大小為100,但是實際分配的空間大小為不小于100的最小素數
//只是空的hash_map,不存儲元素節點
hash_map() : _M_ht(100, hasher(), key_equal(), allocator_type()) {}
//指定大小n的hash_map表
explicit hash_map(size_type __n)
: _M_ht(__n, hasher(), key_equal(), allocator_type()) {}
//指定大小為n,且指定hash函數的hash_map
hash_map(size_type __n, const hasher& __hf)
: _M_ht(__n, __hf, key_equal(), allocator_type()) {}
//指定大小為n,且指定hash函數和鍵值比較函數的hash_map
hash_map(size_type __n, const hasher& __hf, const key_equal& __eql,
const allocator_type& __a = allocator_type())
: _M_ht(__n, __hf, __eql, __a) {}
#ifdef __STL_MEMBER_TEMPLATES
//以下hash_map的插入操作使用hash table的insert_unique插入
//不允許有相同的鍵值插入
//用某個范圍的元素初始化hash_map對象
//相當于把某個范圍[f,l)插入到空的hash_map
template <class _InputIterator>
hash_map(_InputIterator __f, _InputIterator __l)
: _M_ht(100, hasher(), key_equal(), allocator_type())
{ _M_ht.insert_unique(__f, __l); }//調用hash table的插入函數
template <class _InputIterator>
hash_map(_InputIterator __f, _InputIterator __l, size_type __n)
: _M_ht(__n, hasher(), key_equal(), allocator_type())
{ _M_ht.insert_unique(__f, __l); }
template <class _InputIterator>
hash_map(_InputIterator __f, _InputIterator __l, size_type __n,
const hasher& __hf)
: _M_ht(__n, __hf, key_equal(), allocator_type())
{ _M_ht.insert_unique(__f, __l); }
template <class _InputIterator>
hash_map(_InputIterator __f, _InputIterator __l, size_type __n,
const hasher& __hf, const key_equal& __eql,
const allocator_type& __a = allocator_type())
: _M_ht(__n, __hf, __eql, __a)
{ _M_ht.insert_unique(__f, __l); }
#else
hash_map(const value_type* __f, const value_type* __l)
: _M_ht(100, hasher(), key_equal(), allocator_type())
{ _M_ht.insert_unique(__f, __l); }
hash_map(const value_type* __f, const value_type* __l, size_type __n)
: _M_ht(__n, hasher(), key_equal(), allocator_type())
{ _M_ht.insert_unique(__f, __l); }
hash_map(const value_type* __f, const value_type* __l, size_type __n,
const hasher& __hf)
: _M_ht(__n, __hf, key_equal(), allocator_type())
{ _M_ht.insert_unique(__f, __l); }
hash_map(const value_type* __f, const value_type* __l, size_type __n,
const hasher& __hf, const key_equal& __eql,
const allocator_type& __a = allocator_type())
: _M_ht(__n, __hf, __eql, __a)
{ _M_ht.insert_unique(__f, __l); }
hash_map(const_iterator __f, const_iterator __l)
: _M_ht(100, hasher(), key_equal(), allocator_type())
{ _M_ht.insert_unique(__f, __l); }
hash_map(const_iterator __f, const_iterator __l, size_type __n)
: _M_ht(__n, hasher(), key_equal(), allocator_type())
{ _M_ht.insert_unique(__f, __l); }
hash_map(const_iterator __f, const_iterator __l, size_type __n,
const hasher& __hf)
: _M_ht(__n, __hf, key_equal(), allocator_type())
{ _M_ht.insert_unique(__f, __l); }
hash_map(const_iterator __f, const_iterator __l, size_type __n,
const hasher& __hf, const key_equal& __eql,
const allocator_type& __a = allocator_type())
: _M_ht(__n, __hf, __eql, __a)
{ _M_ht.insert_unique(__f, __l); }
#endif /*__STL_MEMBER_TEMPLATES */
public:
//以下的函數操作只是調用hash table的成員函數
//返回 hash_map 容器中元素的個數.
size_type size() const { return _M_ht.size(); }
//返回hash_map容器最大存儲元素的個數.
size_type max_size() const { return _M_ht.max_size(); }
//Returns a bool value indicating whether the hash_map container is empty,
//i.e. whether its size is 0.
bool empty() const { return _M_ht.empty(); }
//交換兩個存儲相同元素類型的hash_map容器內容,但是hash_map容器大小可以不同
void swap(hash_map& __hs) { _M_ht.swap(__hs._M_ht); }
#ifdef __STL_MEMBER_TEMPLATES
template <class _K1, class _T1, class _HF, class _EqK, class _Al>
friend bool operator== (const hash_map<_K1, _T1, _HF, _EqK, _Al>&,
const hash_map<_K1, _T1, _HF, _EqK, _Al>&);
#else /* __STL_MEMBER_TEMPLATES */
friend bool __STD_QUALIFIER
operator== __STL_NULL_TMPL_ARGS (const hash_map&, const hash_map&);
#endif /* __STL_MEMBER_TEMPLATES */
iterator begin() { return _M_ht.begin(); }
iterator end() { return _M_ht.end(); }
const_iterator begin() const { return _M_ht.begin(); }
const_iterator end() const { return _M_ht.end(); }
public:
//插入元素
/*
(1)
pair<iterator,bool> insert ( const value_type& val );
(2)
template <class InputIterator>
void insert ( InputIterator first, InputIterator last );
*/
//不允許有重復的鍵值
//返回pair第二個參數second若為true則插入成功
pair<iterator,bool> insert(const value_type& __obj)
{ return _M_ht.insert_unique(__obj); }//調用hash table的insert_unique()函數
#ifdef __STL_MEMBER_TEMPLATES
template <class _InputIterator>
void insert(_InputIterator __f, _InputIterator __l)
{ _M_ht.insert_unique(__f,__l); }
#else
void insert(const value_type* __f, const value_type* __l) {
_M_ht.insert_unique(__f,__l);
}
void insert(const_iterator __f, const_iterator __l)
{ _M_ht.insert_unique(__f, __l); }
#endif /*__STL_MEMBER_TEMPLATES */
pair<iterator,bool> insert_noresize(const value_type& __obj)
{ return _M_ht.insert_unique_noresize(__obj); }
//Searches the container for an element with k as key and returns an iterator to it if found,
//otherwise it returns an iterator to hash_map::end
iterator find(const key_type& __key) { return _M_ht.find(__key); }
const_iterator find(const key_type& __key) const
{ return _M_ht.find(__key); }
//If k matches the key of an element in the container, the function returns a reference to its mapped value.
_Tp& operator[](const key_type& __key) {
return _M_ht.find_or_insert(value_type(__key, _Tp())).second;
}
//Searches the container for elements whose key is k and returns the number of elements found.
//由于不存在重復的鍵值,所以返回的個數最多為1個
size_type count(const key_type& __key) const { return _M_ht.count(__key); }
//Returns the bounds of a range that includes all the elements in the container with a key that compares equal to k
//由于不存在重復的鍵值,所以返回的元素最多為1個
pair<iterator, iterator> equal_range(const key_type& __key)
{ return _M_ht.equal_range(__key); }
pair<const_iterator, const_iterator>
equal_range(const key_type& __key) const
{ return _M_ht.equal_range(__key); }
//刪除元素
/*
by position (1)
iterator erase ( const_iterator position );
by key (2)
size_type erase ( const key_type& k );
range (3)
iterator erase ( const_iterator first, const_iterator last );
*/
//擦除指定鍵值的元素,并返回擦除的個數
//因為鍵值唯一,則該鍵值的元素最多為1個
size_type erase(const key_type& __key) {return _M_ht.erase(__key); }
//擦除指定位置的元素
void erase(iterator __it) { _M_ht.erase(__it); }
//擦除指定范圍的元素
void erase(iterator __f, iterator __l) { _M_ht.erase(__f, __l); }
//清空hash_map容器
void clear() { _M_ht.clear(); }
//調整hash_set容器的容量
void resize(size_type __hint) { _M_ht.resize(__hint); }
//Returns the number of buckets in the hash_map container.
size_type bucket_count() const { return _M_ht.bucket_count(); }
//Returns the maximum number of buckets that the hash_map container can have.
size_type max_bucket_count() const { return _M_ht.max_bucket_count(); }
//Returns the number of elements in bucket n
size_type elems_in_bucket(size_type __n) const
{ return _M_ht.elems_in_bucket(__n); }//返回指定桶子鍵值key中list鏈表的元素個數
};
template <class _Key, class _Tp, class _HashFcn, class _EqlKey, class _Alloc>
inline bool
operator==(const hash_map<_Key,_Tp,_HashFcn,_EqlKey,_Alloc>& __hm1,
const hash_map<_Key,_Tp,_HashFcn,_EqlKey,_Alloc>& __hm2)
{
return __hm1._M_ht == __hm2._M_ht;
}
#ifdef __STL_FUNCTION_TMPL_PARTIAL_ORDER
template <class _Key, class _Tp, class _HashFcn, class _EqlKey, class _Alloc>
inline bool
operator!=(const hash_map<_Key,_Tp,_HashFcn,_EqlKey,_Alloc>& __hm1,
const hash_map<_Key,_Tp,_HashFcn,_EqlKey,_Alloc>& __hm2) {
return !(__hm1 == __hm2);
}
//交換兩個hash_map容器的內容
template <class _Key, class _Tp, class _HashFcn, class _EqlKey, class _Alloc>
inline void
swap(hash_map<_Key,_Tp,_HashFcn,_EqlKey,_Alloc>& __hm1,
hash_map<_Key,_Tp,_HashFcn,_EqlKey,_Alloc>& __hm2)
{
__hm1.swap(__hm2);
}
#endif /* __STL_FUNCTION_TMPL_PARTIAL_ORDER */
~~~
參考資料:
《STL源碼剖析》侯捷
- 前言
- 空間配置器
- Traits編程技術
- STL源碼剖析——迭代器
- 全局函數construct(),destroy(),uninitialized_copy(),uninitialized_fill(),uninitialized_fill_n()
- 序列容器之vector
- list容器的排序算法sort()
- 序列容器之list
- 序列容器之deque
- 容器配接器之stack
- 容器配接器之queue
- 容器配接器之priority_queue
- 最大堆heap
- 單向鏈表slist
- RB-Tree(紅黑樹)
- 關聯容器之set
- stl_pair.h學習
- 關聯容器之map
- 關聯容器之multiset
- 關聯容器之multimap
- 散列表hashtable
- stl_hash_fun.h學習
- 關聯容器之hash_set
- 關聯容器之hash_multiset
- 關聯容器之hash_map
- 關聯容器之hash_multimap
- 數值算法stl_numeric.h
- stl_relops.h學習
- 基本算法stl_algobase.h
- STL算法之set集合算法
- STL算法stl_algo.h
- STL算法之sort排序算法
- STL算法之find查找算法
- STL算法之merge合并算法
- STL算法之remove刪除算法
- STL算法之permutation排列組合
- STL函數對象