STL源码剖析之哈希表 hashtable【2013.12.06】
STL源码剖析之哈希表 hashtable【2013.12.06】
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哈希表，一种键值对用的关系。具有关联性。
也称散列表，主要是通过特殊算法建立值和键的关系，然后根据键值对应存储和搜索。
因为是键值对应的关系，所以再键的存储上面，会出现一种【碰撞】问题，即根据算法计算两个不同的值对应了同一个键，因为导致键的存储冲突。
哈希表根据解决【碰撞】的方案不同而产生了几种存储表现，不同的存储表现有不同的存储搜索效率。
线性探测，二次探测，开链。
【一】线性探测
在哈希表的连续空间上，当发生冲突的时候，向后存储。
这种探测方法产生的问题：
需要一个很大的空间，而且依赖于数据的独立性（尽量使数据对应独立的键）。
【二次探测】
二次探测其实是对 线性探测的一种优化，即当第一次探测出现碰撞问题的时候，再进行算法探测，的算法探测就是一种二次方算法：
二次探测虽然表上解决了线性探测的问题，
但是他其实值是推迟了线性探测的问题，也以来数据独立性。
【开链】
开链的方法，就是在对应键下面维护一个链表，链表维护键对应下的所有值。
SGI STL中 hashtable容器的内部实现就是使用的【开链】方法。
其中键值序列，使用的是vector，而vector的大小，取的是一个质数集合，一共28个常数，大于53，且相邻质数的关系为：2的倍数中最接近的质数。
如果传入的键大小为50，那么hashtable建立的时候，就会取出__stl_prime_list的53，并建立vector。
SGI STL 中hashtable的键确定方法：为用值对大小（就是上面的这28个常数）取模。
而对应键的值序列用的单向的List，List是时时增长大小的，所以不用像键序列一样需要确定大小
由于值序列的List是单向的，所以hashtable只能 ++ 不能 --；
而且值List的最后一个指向的是下一个键节点。这样能够保证顺序遍历的高效。
同样，由于hashtable的存储方式，不能像红黑树一样做排序。即遍历出来的元素不是排序的，这和红黑树是不同的。
【注意】当hashtable的键vector大小重新分配的时候，hashtable原键的值List会重新分配，因为vector重建了，相当于键增加，那么原来的值对应的键可能就不同与原来分配的键，这样的情况就需要重新确定值的键。主要触发方法为hashtable<T>::resize(size_t )
如下：buchets为原键vector，tmp为新的。
原来的hashtable大小为53，所以【55】【2】【108】这些元素 % 53都等于2
那么这些元素都存在键序列中值为2的节点下的List中。
当hashtable进行resize变成97的大小后，【52】%97 = 55 【2】%97 = 2【108】= 2 很明显取模97的值不全是2，
52元素要移到键序列值为 55 下的List中，所以要重整键序列下的List。
如图：
SGI STL为hashtable提供了hash function 在<stl_hash_fun.h>头文件中
全都是仿函数。
SGI STL中 hashtable的键确定方式就是取模，所以这些仿函数都是将各种类型做类型转换并返回原值（char . int . long 等）
唯独 不同的是 string char* 等字符串类型；做了不一样的转换：
如string
代码很清楚，就是遍历字符串字符,并运算，再返回无符号long。
至于字符指针char * 和const char *也是调用的string方法。
其他可以缺省转为整数的类型就不上代码了。
所以hashtable的键 其实都是要声明成为整形数据的，不然默认的方法是无法使用（因为默认的键确定方法是对值与28个常数取模，如果键声明为string，取出的模无法转成string,自然会编译错误的）的，当然你也可以自定义自己的键确定方法，并加到hashtable的声明中去，就可以正常使用了
string hashtable的错误使用方法如下：
如上声明方法，已经将key声明成string，但是没有指定符合要求的hash_func（确定key的仿函数）依旧是用的默认的。所以当插入数据的时候就无法生成正确的代码副本，当然就会编译错误。
上述代码，只要将hashtable的key声明为int 就可以了，其他不用变。
有兴趣的可以悄悄代码就知道了。
【hashtable正确运用范例】
由最后的遍历输出，可以看出，遍历hashtable得到的结果并不是排序的，这是和红黑树不同的一点。
原因就是变量是对键序列下值List的遍历。可能很大的值对应的键却很小。
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