C++进阶——STL源码之unordered_set与unordered_multiset

STL源码之unordered_set与unordered_multiset

std::set 是关联容器,含有 Key 类型对象的已排序集。用比较函数 Compare 进行排序。搜索、移除和插入拥有对数复杂度。 set 通常以红黑树实现,红黑树具有自动排序的功能,因此set内部所有的数据,在任何时候,都是有序的。

std::unordered_set 是含有 Key 类型唯一对象集合的关联容器,依赖于哈希表。搜索、插入和移除拥有平均常数时间复杂度。在内部,元素并不以任何特别顺序排序,而是组织进桶中,元素被放进哪个桶完全依赖其值的哈希。允许对单独元素的快速访问,因为一旦哈希,就能够准确指代元素被放入的桶。不可修改容器元素(即使通过非 const 迭代器),因为修改可能更改元素的哈希,并破坏容器。代价是消耗比较多的内存,无自动排序功能。底层实现上,使用一个下标范围比较大的数组来存储元素,形成很多的桶,利用hash函数对key进行映射到不同区域进行保存。

unordered_set与 unordered_multiset的源码分析参考:C++进阶——STL源码之unordered_map、unordered_multimap

/// Base types for unordered_set.
  template
    using __uset_traits = __detail::_Hashtable_traits<_Cache, true, true>;

  template,
	   typename _Pred = std::equal_to<_Value>,
  	   typename _Alloc = std::allocator<_Value>,
	   typename _Tr = __uset_traits<__cache_default<_Value, _Hash>::value>>
    using __uset_hashtable = _Hashtable<_Value, _Value, _Alloc,
					__detail::_Identity, _Pred, _Hash,
					__detail::_Mod_range_hashing,
					__detail::_Default_ranged_hash,
					__detail::_Prime_rehash_policy, _Tr>;

  /// Base types for unordered_multiset.
  template
    using __umset_traits = __detail::_Hashtable_traits<_Cache, true, false>;

  template,
	   typename _Pred = std::equal_to<_Value>,
	   typename _Alloc = std::allocator<_Value>,
	   typename _Tr = __umset_traits<__cache_default<_Value, _Hash>::value>>
    using __umset_hashtable = _Hashtable<_Value, _Value, _Alloc,
					 __detail::_Identity,
					 _Pred, _Hash,
					 __detail::_Mod_range_hashing,
					 __detail::_Default_ranged_hash,
					 __detail::_Prime_rehash_policy, _Tr>;


  template,
	   class _Pred = std::equal_to<_Value>,
	   class _Alloc = std::allocator<_Value> >
    class unordered_set
    {
      typedef __uset_hashtable<_Value, _Hash, _Pred, _Alloc>  _Hashtable;
      _Hashtable _M_h;
    }

  template,
	   class _Pred = std::equal_to<_Value>,
	   class _Alloc = std::allocator<_Value> >
    class unordered_multiset
    {
      typedef __umset_hashtable<_Value, _Hash, _Pred, _Alloc>  _Hashtable;
      _Hashtable _M_h;
    }

unordered_set的接口

成员函数

(构造函数)

构造 unordered_set
(公开成员函数)

(析构函数)

析构 unordered_set
(公开成员函数)

operator=

赋值给容器
(公开成员函数)

get_allocator

返回相关的分配器
(公开成员函数)

迭代器

begincbegin

返回指向起始的迭代器
(公开成员函数)

endcend

返回指向末尾的迭代器
(公开成员函数)

容量

empty

检查容器是否为空
(公开成员函数)

size

返回容纳的元素数
(公开成员函数)

max_size

返回可容纳的最大元素数
(公开成员函数)

修改器

clear

清除内容
(公开成员函数)

insert

插入元素或结点 (C++17 起)
(公开成员函数)

emplace

原位构造元素
(公开成员函数)

emplace_hint

使用提示原位构造元素
(公开成员函数)

erase

擦除元素
(公开成员函数)

swap

交换内容
(公开成员函数)

extract

(C++17)

从另一容器释出结点
(公开成员函数)

merge

(C++17)

从另一容器接合结点
(公开成员函数)

查找

count

返回匹配特定键的元素数量
(公开成员函数)

find

寻找带有特定键的元素
(公开成员函数)

contains

(C++20)

检查容器是否含有带特定键的元素
(公开成员函数)

equal_range

返回匹配特定键的元素范围
(公开成员函数)

桶接口

begin(size_type)cbegin(size_type)

返回一个迭代器,指向指定的桶的开始
(公开成员函数)

end(size_type)cend(size_type)

返回一个迭代器,指向指定的桶的末尾
(公开成员函数)

bucket_count

返回桶数
(公开成员函数)

max_bucket_count

返回桶的最大数量
(公开成员函数)

bucket_size

返回在特定的桶中的元素数量
(公开成员函数)

bucket

返回带有特定键的桶
(公开成员函数)

哈希策略

load_factor

返回每个桶的平均元素数量
(公开成员函数)

max_load_factor

管理每个桶的平均元素数量的最大值
(公开成员函数)

rehash

为至少为指定数量的桶预留存储空间。
这会重新生成哈希表。
(公开成员函数)

reserve

为至少为指定数量的元素预留存储空间。
这会重新生成哈希表。
(公开成员函数)

观察器

hash_function

返回用于对关键哈希的函数
(公开成员函数)

key_eq

返回用于比较键的相等性的函数
(公开成员函数)

非成员函数

operator==operator!=

(C++20 中移除)

比较 unordered_set 中的值
(函数模板)

std::swap(std::unordered_set)

(C++11)

特化 std::swap 算法
(函数模板)

erase_if(std::unordered_set)

(C++20)

擦除所有满足特定判别标准的元素
(函数模板)

 

 

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