STL — hash_map/hash_set源代码剖析

 hash_map/hash_set源代码剖析

虽然STL只规范复杂度与接口，并不规范实现方法，但STL set多半以RB_Tree. SGI 则是在 STL标准之外另又提供了一个所谓的hash_set

，以 hashTable 的底层机制. 由于hash_set所供应的操作接口，hashTable都提供了，所以几乎所有的hash_set操作行为，都只是转调用

hashTable的 操作 行为而已.

运用set为的是能够快速搜寻元素，这一点，不论其底层是RB_Tree或者hashtable都可以达到任务，但是请注意，RB_tree有自动排序功能

，而 hashtable 没有，反应出来的结果就是，set的元素有自动排序的功能而hash_set没有. 我们直接看代码：

#ifndef __STL_LIMITED_DEFAULT_TEMPLATES
//这4个参数的作用分别是:
//vlalue :  键值型别  hashFcn : hash function的函数型别  ExtracKey : 从节点中取出键值的方法
//Alloc ： 老生常谈 空间配置器.
template ,
class EqualKey = equal_to,
class Alloc = alloc>
#else
template 
#endif
class hash_set
{
private:
	//这里该set的底层就是一个哈希表，而set就是一个马甲.
	//以下使用的identiy<> 定义于中
	typedef hashtable,
		EqualKey, Alloc> ht;
	ht rep;

public:
	//常见型别声明.
	typedef typename ht::key_type key_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::const_pointer pointer;
	typedef typename ht::const_pointer const_pointer;
	typedef typename ht::const_reference reference;
	typedef typename ht::const_reference const_reference;

	typedef typename ht::const_iterator iterator;
	typedef typename ht::const_iterator const_iterator;

	hasher hash_funct() const { return rep.hash_funct(); }
	key_equal key_eq() const { return rep.key_eq(); }

public:
	//缺省使用大小为100的表格，将被hash table调整为最接近且较大之质数.
	hash_set() : rep(100, hasher(), key_equal()) {}
	explicit hash_set(size_type n) : rep(n, hasher(), key_equal()) {}
	hash_set(size_type n, const hasher& hf) : rep(n, hf, key_equal()) {}
	hash_set(size_type n, const hasher& hf, const key_equal& eql)
		: rep(n, hf, eql) {}

	//以下的插入，全部使用insert_unique()，不允许键值重复.
	hash_set(const value_type* f, const value_type* l)
		: rep(100, hasher(), key_equal()) {
		rep.insert_unique(f, l);
	}
	hash_set(const value_type* f, const value_type* l, size_type n)
		: rep(n, hasher(), key_equal()) {
		rep.insert_unique(f, l);
	}
	hash_set(const value_type* f, const value_type* l, size_type n,
		const hasher& hf)
		: rep(n, hf, key_equal()) {
		rep.insert_unique(f, l);
	}
	hash_set(const value_type* f, const value_type* l, size_type n,
		const hasher& hf, const key_equal& eql)
		: rep(n, hf, eql) {
		rep.insert_unique(f, l);
	}

	hash_set(const_iterator f, const_iterator l)
		: rep(100, hasher(), key_equal()) {
		rep.insert_unique(f, l);
	}
	hash_set(const_iterator f, const_iterator l, size_type n)
		: rep(n, hasher(), key_equal()) {
		rep.insert_unique(f, l);
	}
	hash_set(const_iterator f, const_iterator l, size_type n,
		const hasher& hf)
		: rep(n, hf, key_equal()) {
		rep.insert_unique(f, l);
	}
	hash_set(const_iterator f, const_iterator l, size_type n,
		const hasher& hf, const key_equal& eql)
		: rep(n, hf, eql) {
		rep.insert_unique(f, l);
	}

public:
	//几乎所有操作，都是hash table的版本，传递调用即可.
	size_type size() const { return rep.size(); }
	size_type max_size() const { return rep.max_size(); }
	bool empty() const { return rep.empty(); }
	void swap(hash_set& hs) { rep.swap(hs.rep); }
	friend bool operator== __STL_NULL_TMPL_ARGS(const hash_set&,
		const hash_set&);

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

public:
	pair insert(const value_type& obj)
	{
		pair p = rep.insert_unique(obj);
		return pair(p.first, p.second);
	}
#ifdef __STL_MEMBER_TEMPLATES
	template 
	void insert(InputIterator f, InputIterator l) { rep.insert_unique(f, l); }
#else
	void insert(const value_type* f, const value_type* l) {
		rep.insert_unique(f, l);
	}
	void insert(const_iterator f, const_iterator l) { rep.insert_unique(f, l); }
#endif /*__STL_MEMBER_TEMPLATES */
	pair insert_noresize(const value_type& obj)
	{
		pair p = rep.insert_unique_noresize(obj);
		return pair(p.first, p.second);
	}

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

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

	pair equal_range(const key_type& key) const
	{
		return rep.equal_range(key);
	}

	size_type erase(const key_type& key) { return rep.erase(key); }
	void erase(iterator it) { rep.erase(it); }
	void erase(iterator f, iterator l) { rep.erase(f, l); }
	void clear() { rep.clear(); }

public:
	void resize(size_type hint) { rep.resize(hint); }
	size_type bucket_count() const { return rep.bucket_count(); }
	size_type max_bucket_count() const { return rep.max_bucket_count(); }
	size_type elems_in_bucket(size_type n) const
	{
		return rep.elems_in_bucket(n);
	}
};

template 
inline bool operator==(const hash_set& hs1,
	const hash_set& hs2)
{
	return hs1.rep == hs2.rep;
}

hash_map的源代码实现：

//以下的hash<>是个function object 定义于中
template ,
class EqualKey = equal_to,
class Alloc = alloc>
#else
template 
#endif
class hash_map
{
private:
	//以下使用的select1st<>定义于中.
	typedef hashtable, Key, HashFcn,
		select1st >, EqualKey, Alloc> ht;
	ht rep; //底层机制以hash table完成.

public:
	//缺省使用大小为100的表格，将由hash table调整为最接近且较大之质数.
	typedef typename ht::key_type key_type;
	typedef T data_type;
	typedef T 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;

	hasher hash_funct() const { return rep.hash_funct(); }
	key_equal key_eq() const { return rep.key_eq(); }

public:
	hash_map() : rep(100, hasher(), key_equal()) {}
	explicit hash_map(size_type n) : rep(n, hasher(), key_equal()) {}
	hash_map(size_type n, const hasher& hf) : rep(n, hf, key_equal()) {}
	hash_map(size_type n, const hasher& hf, const key_equal& eql)
		: rep(n, hf, eql) {}
	//以下的插入操作全部使用insert_unique()，不允许键值重复.
	hash_map(const value_type* f, const value_type* l)
		: rep(100, hasher(), key_equal()) {
		rep.insert_unique(f, l);
	}
	hash_map(const value_type* f, const value_type* l, size_type n)
		: rep(n, hasher(), key_equal()) {
		rep.insert_unique(f, l);
	}
	hash_map(const value_type* f, const value_type* l, size_type n,
		const hasher& hf)
		: rep(n, hf, key_equal()) {
		rep.insert_unique(f, l);
	}
	hash_map(const value_type* f, const value_type* l, size_type n,
		const hasher& hf, const key_equal& eql)
		: rep(n, hf, eql) {
		rep.insert_unique(f, l);
	}

	hash_map(const_iterator f, const_iterator l)
		: rep(100, hasher(), key_equal()) {
		rep.insert_unique(f, l);
	}
	hash_map(const_iterator f, const_iterator l, size_type n)
		: rep(n, hasher(), key_equal()) {
		rep.insert_unique(f, l);
	}
	hash_map(const_iterator f, const_iterator l, size_type n,
		const hasher& hf)
		: rep(n, hf, key_equal()) {
		rep.insert_unique(f, l);
	}
	hash_map(const_iterator f, const_iterator l, size_type n,
		const hasher& hf, const key_equal& eql)
		: rep(n, hf, eql) {
		rep.insert_unique(f, l);
	}
#endif /*__STL_MEMBER_TEMPLATES */

public:
	//所有操作几乎都有hash table对于版本，传递调用就行.
	size_type size() const { return rep.size(); }
	size_type max_size() const { return rep.max_size(); }
	bool empty() const { return rep.empty(); }
	void swap(hash_map& hs) { rep.swap(hs.rep); }
	friend bool
		operator== __STL_NULL_TMPL_ARGS(const hash_map&, const hash_map&);

	iterator begin() { return rep.begin(); }
	iterator end() { return rep.end(); }
	const_iterator begin() const { return rep.begin(); }
	const_iterator end() const { return rep.end(); }

public:
	pair insert(const value_type& obj)
	{
		return rep.insert_unique(obj);
	}
#ifdef __STL_MEMBER_TEMPLATES
	template 
	void insert(InputIterator f, InputIterator l) { rep.insert_unique(f, l); }
#else
	void insert(const value_type* f, const value_type* l) {
		rep.insert_unique(f, l);
	}
	void insert(const_iterator f, const_iterator l) { rep.insert_unique(f, l); }
#endif /*__STL_MEMBER_TEMPLATES */
	pair insert_noresize(const value_type& obj)
	{
		return rep.insert_unique_noresize(obj);
	}

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

	T& operator[](const key_type& key) {
		return rep.find_or_insert(value_type(key, T())).second;
	}

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

	pair equal_range(const key_type& key)
	{
		return rep.equal_range(key);
	}
	pair equal_range(const key_type& key) const
	{
		return rep.equal_range(key);
	}

	size_type erase(const key_type& key) { return rep.erase(key); }
	void erase(iterator it) { rep.erase(it); }
	void erase(iterator f, iterator l) { rep.erase(f, l); }
	void clear() { rep.clear(); }

public:
	void resize(size_type hint) { rep.resize(hint); }
	size_type bucket_count() const { return rep.bucket_count(); }
	size_type max_bucket_count() const { return rep.max_bucket_count(); }
	size_type elems_in_bucket(size_type n) const
	{
		return rep.elems_in_bucket(n);
	}
};

template 
inline bool operator==(const hash_map& hm1,
	const hash_map& hm2)
{
	return hm1.rep == hm2.rep;
}