用哈希桶封装unorder_map和unorder_set

写一个简单的哈希桶

定义HashNode 里面包含pair 和 指针

struct HashNode
	{
		typedef HashNode Node;
		HashNode(const pair& kv)
			:_kv(kv)
			,_next(nullptr)
		{}
		pair _kv;
		Node* _next;
	};

为什么用pair可以同时表示set和map的值，当K=V时，表示Set，当K,V不同时表示value。用pair能更好的封装值。

template
	struct HashNode
	{
		typedef HashNode Node;
		HashNode(const pair& kv)
			:_kv(kv)
			,_next(nullptr)
		{}
		pair _kv;
		Node* _next;
	};
	template
	class HashTable
	{
		typedef HashNode Node;
	public:
		HashTable()
			:_n(0)
		{
			_ht.resize(10, nullptr);
		}
		bool Insert(const pair& kv)
		{
			//check if exist
			if (Find(kv.first))
			{
				return false;
			}
			// add space
			if (_n == _ht.size())
			{
				size_t newsize = _ht.size() * 2;
				HashTable newht;
				newht._ht.resize(newsize, nullptr);
				for (int i = 0; i < _ht.size(); i++)
				{
					Node* cur = _ht[i];
					while (cur)
					{
						newht.Insert(cur->_kv);
						cur = cur->_next;

					}
					_ht[i] = nullptr;
				}
				swap(newht, *this);
			}
			//position
			size_t hashi = kv.first % _ht.size();
			Node* newnode = new Node(kv);
			if (_ht[hashi])
			{
				//head_insert
				newnode->_next = _ht[hashi];
				_ht[hashi] = newnode;
			}
			else
			{
				_ht[hashi] = newnode;
			}
			++_n;
			return true;
		}
		Node* Find(const K& key)
		{
			size_t hashi = key % _ht.size();
			Node* cur = _ht[hashi];
			while (cur)
			{
				if (cur->_kv.first == key)
				{
					return cur;
				}
				cur = cur->_next;
			}
			return nullptr;
		}
		bool Erase(const K& key)
		{
			if (Find(key)==nullptr)
			{
				return false;
			}
			size_t hashi = key % _ht.size();
			Node* cur = _ht[hashi];
			Node* before = nullptr;
			while (cur)
			{
				if (cur->_kv.first == key)
				{
					if (before == nullptr)
					{
						_ht[hashi] = _ht[hashi]->_next;
					}
					else {

						before->_next = cur->_next;
					}
					delete cur;
					--_n;
					return true;
				}
				before = cur;
				cur = cur->_next;
			}
			return false;
		}
		void print()
		{
			for (int i = 0; i < _ht.size(); i++)
			{
				printf("[%d]", i);
				Node* cur = _ht[i];
				while (cur)
				{
					cout << "->";
					cout<_kv.first;
					cur = cur->_next;
				}
				cout << "->";
				printf("null\n");
			}
			printf("\n");
		}
	private:
		vector _ht;
		size_t _n = 0;
	};

实际上Find和Erase的参数可以用pair或者key，取决于设计好的调用方式。我们选择直接选择K，不用在函数内部提取出Key

进一步抽象，如果我们不仅要封装map和set还有其它封装，就必须更抽象，比如数据的部分不能指定是pair应为泛型。

template
	struct HashNode
	{
		typedef HashNode Node;
		HashNode(const T& data)
			:_data(data)
			,_next(nullptr)
		{}
		T _data;
		Node* _next;
	};

定义泛型T _data，如果要封装map和set那么必然这个data要有key,value值。

HashTable依然保留K key，按理来说如果需要Key可以从data里面从提取，但依然保留是表示这是一个Key/Value模型。同时保留了Key方便Erase和Find处理

template
	class HashTable
	{
		typedef HashNode Node;
        // ...
}

前面说了data是个泛型，而代码的key有两个作用：第一个是映射位置，当它是整型是可以除余法,如果是string要定义规则，通过key的比较来实现Find()。

会有两个仿函数

// key->pos
struct Hashfunc
{}; 
// data->key
struct KeyOfT
{};

template
	struct HashFunc
	{
		size_t operator()(const K& key)
		{
			return (size_t)key;
		}
	};
	// 特化
	template<>
	struct HashFunc
	{
		size_t operator()(const string& str)
		{
			size_t hash = 0;
			for (auto ch : str)
			{
				hash *= 131;
				hash += ch;
			}

			return hash;
		}
	};

struct KeyOfT
		{
			const K& operator()(const pair& data)const
			{
				return data.first;
			}
		};

完整代码：

Hashtabletree.h

namespace hash_bucket
{
	template
	struct HashNode
	{

		HashNode(const T& data)
			:_data(data)
			, _next(nullptr)
		{}
		T _data;
		HashNode* _next;
	};
	template
	class HashTable
	{
	public:
		
		typedef HashNode Node;
		typedef HashTable  hashtable;
	
		KeyOfT kt;
		HashFunc hf;
		HashTable()
			:_n(0)
		{
			_ht.resize(10, nullptr);
		}
		bool Insert( T& data)
		{
			//check if exist
			if (Find(kt(data)))
			{
				return false;
			}
			// add space
			if (_n == _ht.size())
			{
				size_t newsize = _ht.size() * 2;
				hashtable newht;
				newht._ht.resize(newsize, nullptr);
				for (int i = 0; i < _ht.size(); i++)
				{
					Node* cur = _ht[i];
					while (cur)
					{
						newht.Insert(cur->_data);
						cur = cur->_next;

					}
					_ht[i] = nullptr;
				}
				swap(newht, *this);
			}
			//position
			size_t hashi = hf(kt(data)) % _ht.size();
			Node* newnode = new Node(data);
			if (_ht[hashi])
			{
				//head_insert
				newnode->_next = _ht[hashi];
				_ht[hashi] = newnode;
			}
			else
			{
				_ht[hashi] = newnode;
			}
			++_n;
			return true;
		}
		Node* Find(const K& key)
		{
	
			size_t hashi = hf(key) % _ht.size();
			Node* cur = _ht[hashi];
			while (cur)
			{
				if (kt(cur->_data) == key)
				{
					return cur;
				}
				cur = cur->_next;
			}
			return nullptr;
		}
		bool Erase(const K& key)
		{
		
			if (Find(key)==nullptr)
			{
				return false;
			}
			size_t hashi = hf(key) % _ht.size();
			Node* cur = _ht[hashi];
			Node* before = nullptr;
			while (cur)
			{
				if (kt(cur->_data) == key)
				{
					if (before == nullptr)
					{
						_ht[hashi] = _ht[hashi]->_next;
					}
					else {

						before->_next = cur->_next;
					}
					delete cur;
					--_n;
					return true;
				}
				before = cur;
				cur = cur->_next;
			}
			return false;
		}
		void print()
		{
			for (int i = 0; i < _ht.size(); i++)
			{
				
				printf("[%d]", i);
				Node* cur = _ht[i];
				while (cur)
				{
					cout << "->";
					cout<< kt(cur->_data);
					cur = cur->_next;
				}
				cout << "->";
				printf("null\n");
			}
			printf("\n");
		}
	private:
		vector _ht;
		size_t _n = 0;
	};
}

my_unorded_set.h

#include"Hashtable.h"
namespace my_set
{
	template
	struct HashFunc
	{
		size_t operator()(const K& key)
		{
			return (size_t)key;
		}
	};
	// 特化
	template<>
	struct HashFunc
	{
		size_t operator()(const string& str)
		{
			size_t hash = 0;
			for (auto ch : str)
			{
				hash *= 131;
				hash += ch;
			}

			return hash;
		}
	};
	template
	class set
	{
	public:
		
		struct KeyOfT
		{
			const K& operator()(const pair& data)const
			{
				return data.first;
			}
		};
		bool Insert(const K& key)
		{
			pair newpair = make_pair(key, key);
			return _ht.Insert(newpair);
		}
		bool Erase(const K& key)
		{
			
			return _ht.Erase(key);
		}

		void Print()
		{
			_ht.print();
		}
	private:
		hash_bucket::HashTable, KeyOfT, HashFunc> _ht;
	};


}

 目前为止我们来个总结

两步

第一把具体的pair变成抽象的data

第二步：创建两个仿函数，作用分别是提取Key和从Key计算pos。（仿函数的出现往往意味着适配，比如正因为key不一定为整型才需要仿函数

封装的迭代器：

在哈希桶实现迭代器不限制权限。

	template
	class HashTable;

	template
	struct HTIterator
	{
		
		typedef HashNode Node;
		typedef HTIterator Self;
		Node* _node;
		HashTable* _pht;
		HTIterator(Node* node, HashTable* pht)
			:_node(node)
			, _pht(pht)
		{}
		T& operator*()
		{
			return _node->_data;
		}
		T* operator->()
		{
			return &_node->_data;
		}
		Self& operator++()
		{
			//下一个不为空
			if (_node->_next)
			{
				_node = _node->_next;
				return *this;
			}
			else
			{
				KeyOfT kt;
				HashFunc hf;
				size_t hashi = hf(kt(_node->_data)) % (_pht->_ht).size();
				hashi++;

				while (hashi < _pht->_ht.size())
				{
					_node = _pht->_ht[hashi];
					if (_node != nullptr)
					{
						return *this;
					}
					hashi++;
				}
			}
			_node = nullptr;
			return *this;
		}
		bool operator==(const Self& it)const
		{
			return _node == it._node;
		}
		bool operator!=(const Self& it)const
		{
			return _node != it._node;
		}
	};

模板类的声明要带着模板参数把内容再写一遍。

迭代器友元类的声明

friend struct HTIterator;