1、hashtable在插入、删除、搜寻操作上具有“常数平均时间”的表现,不依赖输入元素的随机性。
2、hashtable通过hashfunction将元素映射到不同的位置,但当不同的元素通过hash function映射到相同的位置时,便产生了“碰撞”问题。解决碰撞问题的方法主要有线性探测、二次探测、开链法等。
3、线性探测
当hash function计算出某个元素的插入位置,而该位置的空间已不可用时,循序往下寻找下一可用位置(到达尾端时绕到头部继续寻找),会产生primary clustering问题。
4、二次探测
当hash function计算出某个元素的插入位置为H,而该位置的空间已被占用,就尝试H+12、H+22…,会产生secondary clustering问题。
5、开链
在每一个表格元素中维护一个list:hash function为我们分配某个list,在那个list上进行元素插入、删除、搜寻等操作。SGI STL解决碰撞问题的方法就是此方法。
6、hashtable节点定义:
template <class Value>
struct __hashtable_node
{__hashtable_node* next;Value val;
};
7、hashtable的迭代器
hashtable迭代器必须永远维系与整个“buckets vector”的关系,并记录目前所知节点。hashtable的迭代器没有后退操作,也没有逆向迭代器。
8、hashtable的数据结构
template <class Value, class Key, class HashFcn,class ExtractKey, class EqualKey,class Alloc>
value:节点的实值类别
key:节点的键值类别
HashFcn:hash function函数类别
ExtractKey:从节点中取出键值的方法
EqualKey:判断键值相同与否的方法
Alloc:空间配置器,默认使用std::alloc
9、hashtable的构造与内存管理
节点配置函数与节点释放函数
node* new_node(const value_type& obj){node* n = node_allocator::allocate();n->next = 0;__STL_TRY {construct(&n->val, obj);return n;}__STL_UNWIND(node_allocator::deallocate(n));}void delete_node(node* n){destroy(&n->val);node_allocator::deallocate(n);}
表格重建操作
resize()
{
表格是否需要重建判断原则:拿元素个数和bucket vector的大小来比,如果前者比后者大就重建表格。因此,每个bucket(list)的最大容量和bucket vector的大小相同。如果要重建,找出下一个质数作为vector的大小,建立新的buckets处理每一个旧的bucket{建立一个新节点指向节点所指的串行的起始节点处理每一个旧bucket所含串行的每一个节点{找出节点落在哪一个新的bucket内令旧bucket指向其所指的串行的下一个节点将当前节点插入到新的bucket内,成为其串行的第一个节点回到旧bucket所指的待处理串行,准备处理下一个节点
}
}新旧两个buckets对调,如果双方大小不同,大的会变小,小的会变大
离开时释放temp的内存
}
插入操作
insert_unique(const value_type& obj)//不允许元素重复
{resize(num_elements+1);//判断是否需要重整表格return insert_unique_noresize(obj);
}
insert_unique_noresize(obj)
{计算出obj应位于哪个bucket令first指向bucket对应的串行的头部如果bucket已经被占用,检查bucket对应的整个链表如果发现链表中有相同的元素,就立即返回否则产生新节点,令新节点为链表的第一个节点,节点个数加1
}
insert_equal(const value_type& obj)//允许元素重复
{resize(num_elements+1);//判断是否需要重整表格return insert_equal_noresize(obj);
}
insert_equal_noresize(obj)
{计算出obj应位于哪个bucket令first指向bucket对应的串行的头部如果bucket已经被占用,检查bucket对应的整个链表如果发现链表中有相同元素,则产生新节点,插入目前节点之后,节点数加1返回一个迭代器,指向新节点进行到这里说明没有发现新节点产生新节点将新节点插入到链表的头部,节点个数加1返回一个迭代器,指向新节点
}
10、hash functions
对于字符串,设计了一个转换函数
inline size_t __stl_hash_string(const char* s)
{unsigned long h = 0; for ( ; *s; ++s)h = 5*h + *s;return size_t(h);
}
其他大部分hash functions什么也不做,只是返回原值。