【C++】-- STL之用哈希桶模拟实现unordered_set和unordered_map(二)

简介: 【C++】-- STL之用哈希桶模拟实现unordered_set和unordered_map

三、迭代器

       迭代器需要前置声明HashTable,因为HashTable类中使用了__HTIterator迭代器,且__HTIterator中使用了HashTable类的指针,为什么要用指针呢?

       因为C++编译器自上而下编译源文件的时候,对每一个数据的定义,需要知道定义的数据类型的大小。在预先声明语句class HashTable;之后,编译器已经知道HashTable是一个类,但是其中的数据却是未知的,因此HashTable类型的大小也不知道,这样就造成了编译失败;将__HTIterator中的_node更改为HashTable指针类型之后,由于在特定的平台上,指针所占的空间是一定的(在Win32平台上是4字节,在64位平台上是8字节),这样可以通过编译。

     

迭代器的参数包含哈希节点和哈希表:

1.  // 前置声明
2.  template<class K, class T, class KeyOfT, class HashFunc>
3.  class HashTable;
4. 
5.  // 迭代器
6.  template<class K, class T, class KeyOfT, class HashFunc = Hash<K>>
7.  struct __HTIterator
8.  {
9.    typedef HashNode<T> Node;//哈希节点
10.     typedef __HTIterator<K, T, KeyOfT, HashFunc> Self;//实现++、--
11.     typedef HashTable<K, T, KeyOfT, HashFunc> HT;//哈希表
12.     Node* _node;
13.     HT* _pht;
14. 
15.     __HTIterator(Node* node, HT* pht)
16.       :_node(node)//哈希节点
17.       , _pht(pht)//哈希表
18.     {}
19.     };

1.operator++( )

如下图,operator++ 分两种情况:

①当前节点不是哈希表当前位置的最后一个节点,如2、53,返回当前节点的next节点

②当前节点是哈希表当前位置的最后一个节点,如852、63,需要返回下一个非空位置的第一个节点

 

1.    Self& operator++()
2.    {
3.      //不是当前位置最后一个节点
4.      if (_node->_next)
5.      {
6.        _node = _node->_next;
7.      }
8.      else//是当前位置最后一个节点
9.      {
10.         KeyOfT kot;
11.         HashFunc hf;
12. 
13.         size_t index = hf(kot(_node->_data)) % _pht->_table.size();
14. 
15.         //找哈希表中下一个不为空的位置
16.         ++index;
17.         while (index < _pht->_table.size())
18.         {
19.           if (_pht->_table[index])//不为空
20.           {
21.             _node = _pht->_table[index];
22.             return *this;
23.           }
24.           else//为空
25.           {
26.             ++index;
27.           }
28.         }
29.         _node = nullptr;//后面的所有位置都为空,_node置空,返回当前位置即可
30.       }
31. 
32.       return *this;
33.     }

2.operator*( )

取_data即可:

1.    T& operator*()
2.    {
3.      return _node->_data;
4.    }

3.operator->( )

取_data的地址即可:

1.    T* operator->()
2.    {
3.      return &_node->_data;
4.    }

4.operator !=( )

将s的_node和_node进行比较:

1.    bool operator != (const Self& s) const
2.    {
3.      return _node != s._node;
4.    }

5.operator ==( )

将s的_node和_node进行比较:

1.    bool operator == (const Self& s) const
2.    {
3.      return _node == s._node;
4.    }

四、封装unordered_set和unordered_map

1.封装unordered_set

unordered_set的成员就是哈希表,不过要传模板参数,SetKeyOfT就是传给哈希表的仿函数

1. #pragma once
2. #include "HashTable.h"
3. 
4. namespace delia
5. {
6.  template<class K>
7.  class unordered_set
8.  {
9. 
10.   private:
11.     OpenHash::HashTable<K, K, SetKeyOfT> _ht ;
12. 
13.   };
14. }

(1)仿函数SetKeyOfT

set直接取k:

1.    //set就取k
2.    struct SetKeyOfT
3.    {
4.      const K& operator()(const K& k)
5.      {
6.        return k;
7.      }
8.    };

(2)迭代器

       对于unordered_set的迭代器,如果不加typename,类模板里面找迭代器的类型找不到,因为OpenHash::HashTable<K, K, SetKeyOfT>::iterator没有实例化,因此编译器并不知道它是类型还是成员函数或成员变量,编译无法通过。

       用typename表明OpenHash::HashTable<K, K, SetKeyOfT>::iterator是一个类型,不是成员函数或成员变量,不需要等到实例化时才能确定。

       unordered_set的迭代器都调用哈希表的迭代器进行操作:

1.  public:
2.    typedef typename OpenHash::HashTable<K, K, SetKeyOfT>::iterator iterator;
3. 
4.    iterator begin()
5.    {
6.      return _ht.begin();
7.    }
8. 
9.    iterator end()
10.     {
11.       return _ht.end();
12.     }
13. 
14.     pair<iterator, bool> Insert(const K& k)
15.     {
16.       return _ht.Insert(k);
17.     }

(3)实例

向unordered_set中插入一些数据,并打印:

1.  void test_unordered_set1()
2.  {
3.    unordered_set<int> us;
4.    us.Insert(100);
5.    us.Insert(5);
6.    us.Insert(6);
7.    us.Insert(32);
8.    us.Insert(8);
9.    us.Insert(14);
10.     us.Insert(65);
11.     us.Insert(27);
12.     us.Insert(39);
13. 
14.     unordered_set<int>::iterator it = us.begin();
15.     while (it != us.end())
16.     {
17.       cout << *it << " ";
18.       ++it;
19.     }
20.     cout << endl;
21.   }

2.封装unordered_map

unordered_map的成员就是哈希表,不过要传模板参数,MapKeyOfT就是传给哈希表的仿函数 :

1. #pragma once
2. #include "HashTable.h"
3. 
4. namespace delia
5. {
6.  template<class K,class V>
7.  class unordered_map
8.     {
9. 
10. 
11. private:
12.     OpenHash::HashTable<K, pair<K, V>, MapKeyOfT> _ht;
13. 
14.   };

(1)仿函数MapKeyOfT

map就取kv的first:

1.    //map就取kv的first
2.    struct MapKeyOfT
3.    {
4.      const K& operator()(const pair<K,V>& kv)
5.      {
6.        return kv.first;
7.      }
8.    };

(2)迭代器

 同unordered_set的迭代器定义一样,前面要加上typename,unordered_map的迭代器都调用哈希表的迭代器进行操作:

1.  public:
2.    typedef typename OpenHash::HashTable<K, pair<K,V>, MapKeyOfT>::iterator iterator;
3. 
4.    iterator begin()
5.    {
6.      return _ht.begin();
7.    }
8. 
9.    iterator end()
10.     {
11.       return _ht.end();
12.     }
13. 
14.     pair<iterator, bool> Insert(const pair<K,V>& kv)
15.     {
16.       return _ht.Insert(kv);
17.     }
18. 
19.     V& operator[](const K& key)
20.     {
21.       pair<iterator, bool> ret = _ht.Insert(make_pair(key, V()));
22.       return ret.first->iterator;
23.     }

(3)实例

1.  void test_unordered_map1()
2.  {
3.    unordered_map<string,string> um;
4.    um.Insert(make_pair("spring", "春天"));
5.    um.Insert(make_pair("summer", "夏天"));
6.    um.Insert(make_pair("autumn", "秋天"));
7.    um.Insert(make_pair("winter", "冬天"));
8. 
9.    unordered_map<string,string>::iterator it = um.begin();
10.     while (it != um.end())
11.     {
12.       cout << it->first << ":" << it->second << endl;
13.       ++it;
14.     }
15.   }

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