C++模拟实现unordered_map和unordered_set

目录

1.了解哈希表

1.哈希表

1.他的实现原理就是：        ​编辑

2.写单个数据的类型（这边先模拟map的kv类型，后面会再一起改，这边先一步步的先简单实现他）

3.封装整个类：

4.哈希表中存储string

2.哈希桶

3.封装unordered中的哈希桶

4.迭代器的实现

5.封装unordered_map和unordered_set

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1.了解哈希表

其实了解这两个库，就知道底层其实是一个哈希表的一个功能。所以我们首先要了解哈希表。

        他其实就是解决在一堆数据里，取寻找某一个数据在不在的一个问题。想想如果让他先排序，然后在找，排序的时间复杂度其实很大了，那有没有办法用o（N）的时间复杂度将这个数据拷贝下来，在以后查找这个数据在不在，时间复杂度都是在0（1）呢？

        其实这个就是哈希实现的功能。

1.哈希表

1.他的实现原理就是：
        

注意看这个18这个数字是不是和2这个位置冲突了，所以我们需要往后面移一个位置，那我们找也一样，也是要往后找，那找到什么时候结束？（就是找到空格结束，还没有找到就是没有；或则最坏的结果就是把这个数组都找完，因为这个数组都填满了这个数据，但是这个情况不会发生，因为我们在写这个底层是，会不断的给他扩容。你想想看，如果都快填满了，那查找它的效率就会明显下降，那就失去了他高效功能的意义了）

2.写单个数据的类型（这边先模拟map的kv类型，后面会再一起改，这边先一步步的先简单实现他）

我上面讲的数组除了存储它的数据，但我举一个例子：

如果我们删除6，再去寻找44就找不到了，所以我们就需要一个状态值了：

所以我们就可以开始第一步了：

3.封装整个类：

先看成员变量：

现在来讲解上面HashFunc是干嘛用的，他其实是一个仿函数，为什么需要仿函数呢？你要知道我们不知道key中存的是什么数据，可以无法整除整数，那就和哈希完全不相关联，所以我们要引入这个模板，当其他人使用这个类时，想存储自定义类型也是可以的，只需要让他写一个仿函数就可以了。

最后还有一点就是扩容不能超过0.7，其实每一个库实现的都不一样，这边其实没有一个统一的划分。

4.哈希表中存储string

这个为什么要单独拿出来讲呢？因为这个会出错：因为字符串转化为整形，很有可能会重叠，所以大佬们也是想了很多办法，但也只能不断地减小误差。

各种字符串Hash函数 - clq - 博客园 (cnblogs.com)

可以去这个网站上了解一下：

我就用最高评分的那种了：

就用一个模板的特例化取解决：

2.哈希桶

        

能明白我的意思把，就是这个数组变成了指针数组，下面是一个链表，只有next的链表。但是库里面比我这个模拟实现还要复杂，下面挂的不是单链表，而是红黑树，其实也不是很难实现，有兴趣的可以自己实现一下：
 

3.封装unordered中的哈希桶

这是单个数据的结点：

下面这个我就先连迭代器一起写进去了，还有一些知识因为在set和map模拟里面我有说过，这些基本是一样的，我就不累赘了，C++模拟实现set和map-CSDN博客

4.迭代器的实现

其实在我们模拟实现中，不应该按照我这个顺序来的，这在set和map那节也说过，这是因为我是已经模拟完了，才过来写这篇博客的。其实正确的模拟顺序是：

1.模拟实现哈希桶

2.初步封装unordered_map和unordered_set。

3.模拟实现迭代器

4.在迭代器中加入const迭代器

5.insert返回值， operator[]

6.map中的key和set不能修改的问题

如果一起直接写完，那必然很容易就会报错，那么就会让你很无从下手，甚至想放弃。

然后我们继续说迭代器。这个迭代器还是比较特殊的。

首先一点就是，我们要想清楚，我们成员变量只有一个Node* 的结点指针是否就够了，看上面那张图，如果结点指针指向了44，我们怎么跳到5？因为我们这个结点只有next，所以只能找到下一个，不能找到上一个，那执行oeprator++就不怎么好执行了，所以我们必须要再加一个成员变量，这个哈希桶的头指针。

但现在其实还有一个问题，我们下面的迭代器类需要_table, HashTable类需要iterator，这个相互牵扯的，每一个类都在在另一个类上面去实现他。所以就需要声明一个类了。

所以：

而且，迭代器中的_pht需要拜访_table,所以还要加一个友元：

最后看一下整体的：

5.封装unordered_map和unordered_set