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)