C++进阶（unordered_set+unordered_map模拟实现）

时间：2022-12-25 17:06:54
  • unordered_set是以无特定顺序存储唯一元素的容器，并且允许根据它们的值快速检索单个元素，是一种K模型。
  • 在unordered_set中，元素的值同时是它的key，它唯一地标识它。键值是不可变的，因unordered_set中的元素不能在容器中修改一次 ，但是可以插入和删除它们。
  • 在内部，unordered_set中的元素不是按任何特定顺序排序的（无序），而是根据它们的哈希值组织成桶，以允许直接通过它们的值快速访问单个元素，时间复杂度可以达到O(1)。
  • unordered_set容器比set容器更快地通过它们的key访问单个元素，尽管它们通常对于通过其元素的子集进行范围迭代的效率较低。
  • 容器中的迭代器至少是单向迭代器。

使用

构造函数

unordered_set<string> uset;//构造函数
unordered_set<string> uset2(++uset.begin(),uset.end());//，如果不想全部拷贝，可以使用 unordered_set 类模板提供的迭代器，在现有 unordered_set 容器中选择部分区域内的元素，为新建 unordered_set 容器初始化
unordered_set ( const unordered_set& ust );//拷贝构造

容量和大小

empty();//若容器为空，则返回 true；否则 false
size();//返回当前容器中存有元素的个数

迭代器

begin();//返回指向容器中第一个元素的正向迭代器
end();//返回指向容器中最后一个元素之后位置的正向迭代器
cbegin();//和begin()功能相同，只不过其返回的是const类型的正向迭代器
cend();//和end()功能相同，只不过其返回的是const类型的正向迭代器

元素的访问和查找

find(key);//查找以值为 key 的元素，如果找到，则返回一个指向该元素的正向迭代器；反之，则返回一个指向容器中最后一个元素之后位置的迭代器（如果end()方法返回的迭代器）
count(key);//在容器中查找值为 key 的元素的个数
equal_range(key);//返回一个pair对象，其包含2个迭代器，用于表明当前容器中值为key的元素所在的范围

元素的插入和删除

emplace();//向容器中添加新元素，效率比insert()方法高
emplace_hint();//向容器中添加新元素，效率比 nsert()方法高
insert();//向容器中添加新元素
erase();//删除指定元素
clear();//清空容器，即删除容器中存储的所有元素
swap();//交换2个 unordered_set 容器存储的元素，前提是必须保证这 2 个容器的类型完全相等

实例演示：

void test_unordered_set()
{
	unordered_set<int> us;
	set<int> s;

	int arr[] = { 4,2,3,1,6,8,9,3 };

	for (auto e : arr)
	{
		us.insert(e);
		s.insert(e);
	}

	unordered_set<int>::iterator usit = us.begin();
	set<int>::iterator sit = s.begin();

	cout << "unordered_set:" << endl;
	while (usit != us.end())
	{
		cout << *usit << " ";
		++usit;
	}
	cout << endl;
	
	cout << "set:" << endl;
	while (sit != s.end())
	{
		cout << *sit << " ";
		++sit;
	}
	cout << endl;
}

unordered_map

介绍

  • unordered_map是存储<key, value>键值对（KV模型）的关联式容器，其允许通过keys快速的索引到与其对应的value。
  • 在unordered_map中，键值通常用于唯一地标识元素，而映射值是一个对象，其内容与此键关联。键和映射值的类型可能不同。
  • 在内部，unordered_map没有对<key, value>按照任何特定的顺序排序（无序）, 为了能在常数范围内找到key所对应的value，unordered_map将相同哈希值的键值对放在相同的桶中。
  • unordered_map容器通过key访问单个元素要比map快，但它通常在遍历元素子集的范围迭代方面效率较低。
  • unordered_map实现了直接访问操作符(operator[])，它允许使用key作为参数直接访问value。
  • 它的迭代器是一个单向迭代器。

使用

构造函数

unordered_map<string,string> umap//构造函数： 可以不初始化地构造，也可以用一个容器的迭代器去构造
unordered_map ( const unordered_map& ump );//拷贝构造

容量和大小

empty();//判断容器是否为空,，若容器为空，则返回 true；否则 false
size();//返回容器中的元素个数

迭代器

begin();//返回指向容器中第一个键值对的正向迭代器
end();//返回指向容器中最后一个键值对之后位置的正向迭代器
cbegin();//和 begin() 功能相同，只不过在其基础上增加了 const 属性，即该方法返回的迭代器不能用于修改容器内存储的键值对
cend();//和 end() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，即该方法返回的迭代器不能用于修改容器内存储的键值对

元素的访问和查找

operator[key];//该模板类中重载了 [] 运算符，其功能是可以向访问数组中元素那样，只要给定某个键值对的键 key，就可以获取该键对应的值。注意，如果当前容器中没有以 key 为键的键值对，则其会使用该键向当前容器中插入一个新键值对
at(key);//返回容器中存储的键 key 对应的值，如果key不存在，则会抛出 out_of_range 异常
find(key);//查找以key为键的键值对，如果找到，则返回一个指向该键值对的正向迭代器；反之，则返回一个指向容器中最后一个键值对之后位置的迭代器（如果end()方法返回的迭代器）

元素的插入和删除

emplace();//向容器中添加新键值对，效率比 insert()方法高
emplace_hint();//向容器中添加新键值对，效率比insert()方法高
insert();//向容器中添加新键值对
erase();//删除指定键值对
clear();//清空容器，即删除容器中存储的所有键值对
swap();//交换2个unordered_map容器存储的键值对，前提是必须保证这2个容器的类型完全相等

void test_unordered_map()
{
	unordered_map<int, int> um;
	map<int, int> m;

	int arr[] = { 4,2,3,1,6,8,9,3 };

	for (auto e : arr)
	{
		um.insert(make_pair(e, e));
		m.insert(make_pair(e, e));
	}

	unordered_map<int, int>::iterator umit = um.begin();
	map<int, int>::iterator mit = m.begin();

	cout << "unordered_map:" << endl;
	while (umit != um.end())
	{
		cout << umit->first << ":" << umit->second << endl;
		++umit;
	}
	cout << "map:" << endl;
	while (mit != m.end())
	{
		cout << mit->first << ":" << mit->second << endl;
		++mit;
	}
}

unordered_map和unordered_set的实现

整体概述

这里我们用上一篇的博客中的哈希桶来封装出unordered_map和unordered_set两个容器

哈希桶代码：HashTable.h文件

#pragma once
#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;
const int PRIMECOUNT = 28;
const size_t primeList[PRIMECOUNT] =
{
	53ul, 97ul, 193ul, 389ul, 769ul,
	1543ul, 3079ul, 6151ul, 12289ul, 24593ul,
	49157ul, 98317ul, 196613ul, 393241ul, 786433ul,
	1572869ul, 3145739ul, 6291469ul, 12582917ul, 25165843ul,
	50331653ul, 100663319ul, 201326611ul, 402653189ul, 805306457ul,
	1610612741ul, 3221225473ul, 4294967291ul
};
//仿函数，获取key值
template<class K, class V>
struct KeyOfValue
{
	const K& operator()(const K& key)
	{
		return key;
	}
	const K& operator()(const pair<K, V>& kv)
	{
		return kv.first;
	}
};
namespace CLOSE_HASH
{
	//闭散列，需要三种状态
	enum State
	{
		EMPTY,
		EXITS,
		DELETE
	};
	//定义节点
	template <class T>
	struct HashData
	{
		//这里的data对象是匿名对象转化的，被const修饰不能修改，就是传参的关系，你传入了一个对象
		//被const修饰，就代表传入的那个对象不能被修改，你自己的内容还是可以修改的
		HashData(const T& data = T(), const State& state = EMPTY)
			: data(data)
			, state(state){}
		T data;
		State state;
	};
	//哈希表
	template<class K, class T, class KOFV>
	class HashTable
	{
		typedef HashData<T> HashData;
	public:
		HashTable(size_t capacity = 10)
			: table(capacity)
			, size(0)
		{}
		size_t getNextPrime(size_t num)
		{
			size_t i = 0;

			for (i = 0; i < PRIMECOUNT; i++)
			{
				//返回比那个数大的下一个质数 
				if (primeList[i] > num)
				{
					return primeList[i];
				}
			}
			//如果比所有都大，还是返回最后一个，因为最后一个已经是32位最大容量
			return primeList[PRIMECOUNT - 1];
		}
		//除留余数法
		size_t HashFunc(const K& key)
		{
			return key % table.size();
		}
		//插入元素
		bool Insert(const T& data)
		{
			/*
			1.首先要判断是否需要增容，当装填因子>0.7的时候增容（装填因子 = 数据个数/哈希表大小）
			2.创建一个新表，把旧表的元素重新放到新表当中，因为表的大小发生变化，所以数据在旧表中的位置和新表的位置不一样，需要重新调整
			3.利用swap将两个表进行交换，函数结束的时候，旧表被自动析构
			4.增容之后，插入元素，采用线性探测，插入元素
			*/
			KOFV kofv;
			if (size * 10 / table.size() >= 7)//增容
			{
				//增容的大小按照别人算好的近似两倍的素数来增，这样效率更高，也可以直接2倍或者1.5倍。
				//使用了vector默认的有参构造函数vector(size_type n, const value_type& val = value_type())//有参构造用n个val构造并初始化容器
				//const value_type& val = value_type()这段代码是匿名对象类型转换
				vector<HashData> newTable(getNextPrime(size));
				for (size_t i = 0; i < table.size(); i++)
				{
					//将旧表中的元素映射到新表当中
					if (table[i].state == EXITS)
					{
						int index = HashFunc(kofv(table[i].data));
						while (newTable[index].state == EXITS)
						{
							//不可能存在重复元素，因为旧表中不可能有重复元素
							index++;
							if (index == newTable.capacity())
							{
								index = 0;
							}
						}
						newTable[index]=table[i];

					}
				}
				table.swap(newTable);//交换两个表
			}
			//用哈希函数计算出映射的位置
			size_t index = HashFunc(kofv(data));
			//int start = index;
			//int i = 1;
			while (table[index].state == EXITS)
			{
				if (table[index].data == data)
					return false;
				// 二次探测
				/*index = start + pow(i, 2);
				index %= _tables.size();
				++i;*/
				++index;
				// 走到末尾置0
				if (index == table.size())
					index = 0;
			}
			// DELETE和EMPTY的位置都可以插入数据
			table[index].data = data;
			table[index].state = EXITS;
			++size;
			return true;
		}
		//查找元素
		HashData* Find(const K& key)
		{
			KOFV kofv;
			size_t index = HashFunc(key);
			int start = index;
			while (table[index].state != EMPTY)
			{
				if (kofv(table[index].data) == key)
				{
					if (table[index].state == EXITS)
					{
						return &table[index];
					}
					// table[index].state == DELETE
					else
					{
						//表示你要找的元素已经被删除了
						return nullptr;
					}
					
				}
				++index;
				if (index == table.size())
					index = 0;
				// 找完一遍没有就退出  这里其实是不必要的，这里面一定有空的位置，所以一定会退出
				if (index == start)
				{
					return nullptr;
				}
			}
			return nullptr;
		}
		bool Erase(const K& key)
		{
			HashData* ret = Find(key);
			//找到了，进行删除
			if (ret != nullptr)
			{
				ret->state = DELETE;
				size--;
				return true;
			}
			else
			{
				//没找到
				return false;
			}
		}
	private:
		vector<HashData> table;
		int size = 0;
	};
	void TestHashTable1()
	{
		HashTable<int, int, KeyOfValue<int, int>> ht;
		// HashTable<int, pair<int, int>, KeyOfValue<int, int>> ht;

		int arr[] = { 10,20,14,57,26,30,49,72,43,55,82 };
		for (auto e : arr)
		{
			if (e == 72)
			{
				int a = 0;
			}
			ht.Insert(e);
		}

		for (auto e : arr)
		{
			ht.Erase(e);
		}
	}

	void TestHashTable2()
	{
		HashTable<int, pair<int, int>, KeyOfValue<int, int>> ht;

		int arr[] = { 15,23,57,42,82,26,30,49,72,43,55 };
		for (auto e : arr)
		{
			ht.Insert(make_pair(e, e));
		}

		/*for (auto e : arr)
		{
			ht.Erase(e);
		}*/
	}

}
namespace OPEN_HASH
{
	template<class T>
	struct HashNode
	{
		HashNode(const T&data):data(data),next(nullptr){}
		T data;
		HashNode<T>* next;
	};
	template<class K>
	struct _Hash
	{
		// 大多树的类型就是是什么类型就返回什么类型
		const K& operator()(const K& key)
		{
			return key;
		}
	};

	// 特化string
	template<>
	struct _Hash<string>
	{
		size_t operator()(const string& key)
		{
			size_t hash = 0;
			// 把字符串的所有字母加起来   hash = hash*131 + key[i]
			for (size_t i = 0; i < key.size(); ++i)
			{
				hash *= 131;
				hash += key[i];
			}
			return hash;
		}
	};
	//前置声明
	template<class K, class T, class KOFV, class Hash = _Hash<K>>
	class HashBucket;
	//迭代器的实现
	template<class K, class T, class Ref, class Ptr, class KOFV, class Hash>
	struct HashBucket_Iterator
	{
		typedef HashBucket_Iterator<K, T, Ref, Ptr, KOFV, Hash> Self;
		typedef HashNode<T> Node;
		typedef HashBucket<K, T, KOFV, Hash> HashBucket;

		Node* node;
		HashBucket* _phb;
		HashBucket_Iterator(Node *node, HashBucket* phb):node(node),_phb(phb){}
		//操作符重载
		Ref operator*()
		{
			return node->data;
		}
		Ptr operator->()
		{
			return &node->data;
		}
		Self& operator++()
		{
			if (node->next)
			{
				node = node->next;
				return *this;
			}
			else
			{
				KOFV kofv;
				size_t index = _phb->HashFunc(kofv(node->data));

				for (size_t i = index + 1; i < _phb->tables.size(); ++i)
				{
					if (_phb->tables[i])
					{
						node = _phb->tables[i];
						return *this;
					}
				}
				node = nullptr;
				return *this;
			}
		}

		bool operator==(const Self& self) const
		{
			return node == self.node
				&& _phb == self._phb;
		}

		bool operator!=(const Self& self) const
		{
			return !this->operator==(self);
		}
	};
	template<class K, class T, class KOFV, class Hash>
	class HashBucket
	{
		typedef HashNode<T> Node;
		friend struct HashBucket_Iterator<K, T, T&, T*, KOFV, Hash>;
	public:
		typedef HashBucket_Iterator<K, T, T&, T*, KOFV, Hash> iterator;
		size_t getNextPrime(size_t num)
		{
			size_t i = 0;

			for (i = 0; i < PRIMECOUNT; i++)
			{
				//返回比那个数大的下一个质数 
				if (primeList[i] > num)
				{
					return primeList[i];
				}
			}
			//如果比所有都大，还是返回最后一个，因为最后一个已经是32位最大容量
			return primeList[PRIMECOUNT - 1];
		}
		//除留余数法
		size_t HashFunc(const K& key)
		{
			Hash hash;
			return hash(key) % tables.size();
		}
		iterator begin()
		{
			for (size_t i = 0; i < tables.size(); ++i)
			{
				if (tables[i] != nullptr)
					return iterator(tables[i], this);// 哈希桶的第一个节点 
			}
			return end();// 没有节点返回最后一个迭代器
		}
		iterator end()
		{
			return iterator(nullptr, this);
		}
		~HashBucket()
		{
			Clear();
		}
		void Clear()
		{
			for (size_t i = 0; i < tables.size(); ++i)
			{
				Node* cur = tables[i];
				while (cur)
				{
					Node* next = cur->next;
					delete cur;
					cur = next;
				}
			}
		}
		pair<iterator, bool> Insert(const T& data)
		{
			KOFV kofv;
			//负载因子为1就增容
			if (size == tables.size())
			{
				vector<Node*> newTable(getNextPrime(size));
				for (size_t i = 0; i < tables.size(); i++)
				{
					Node* prev = nullptr;
					Node* cur = tables[i];
					//把一个位置的所有节点转移，然后换下一个位置
					while (cur)
					{
						//记录下一个节点的位置
						Node* next = cur->next;
						size_t index = HashFunc(kofv(cur->data));
						//把cur连接到新表上
						cur->next = newTable[index];
						newTable[index] = cur;
						//cur会发生变化，需要提前记录next
						cur = next;
					}
				}
				tables.swap(newTable);
			}
			size_t index = HashFunc(kofv(data));
			// 先查找该条链表上是否有要插入的元素
			Node* cur = tables[index];
			while (cur)
			{
				if (kofv(cur->data) == kofv(data))
					return make_pair(iterator(cur, this), false);
				cur = cur->next;
			}
			// 插入数据，选择头插（也可以尾插）
			Node* newnode = new Node(data);
			newnode->next = tables[index];
			tables[index] = newnode;
			++size;
			return make_pair(iterator(newnode, this), true);
		}
		iterator Find(const K& key)
		{
			KOFV kofv;
			int index = HashFunc(key) ;
			Node* cur = tables[index];

			while (cur)
			{
				if (key == kofv(cur->data))
				{
					return iterator(cur, this);
				}
				cur = cur->next;
			}
			return iterator(nullptr);
		}

		bool Erase(const K& key)
		{
			KOFV kofv;
			int index = HashFunc(key) ;

			Node* prev = nullptr;
			Node* cur = tables[index];

			while (cur)
			{
				if (key == kofv(cur->data))
				{
					// 删第一个节点时
					if (prev == nullptr)
					{
						tables[index] = cur->next;
					}
					else
					{
						prev->next = cur->next;
					}

					size--;
					delete cur;
					return true;
				}
				prev = cur;
				cur = cur->next;
			}
			return false;
		}
	private:
		vector<Node*> tables;
		int size = 0;
	};
	void TestHashBucket2()
	{
		HashBucket<int, int, KeyOfValue<int, int>> ht;
		int arr[] = { 15,23,57,42,82,26,30,49,72,43,55 };
		for (auto e : arr)
		{
			ht.Insert(e);
		}

		for (auto e : arr)
		{
			HashBucket<int, int, KeyOfValue<int, int>>::iterator it = ht.begin();

			while (it != ht.end())
			{
				cout << *it << " ";
				++it;
			}
			cout << endl;
			ht.Erase(e);
		}
	}

	void TestHashBucket3()
	{
		HashBucket<string, string, KeyOfValue<string, string>> ht;

		ht.Insert("solleHas");
		ht.Insert("apple");
		ht.Insert("sort");
		ht.Insert("pass");
		ht.Insert("cet6");
		HashBucket<string, string, KeyOfValue<string, string>>::iterator it = ht.begin();
		while (it != ht.end())
		{
			cout << *it << " ";
			++it;
		}
		cout << endl;
	}
}

改造哈希表

整体框架

这里用的是哈希桶来封装unordered_map和unordered_set两个容器

const int PRIMECOUNT = 28;
const size_t primeList[PRIMECOUNT] =
{
	53ul, 97ul, 193ul, 389ul, 769ul,
	1543ul, 3079ul, 6151ul, 12289ul, 24593ul,
	49157ul, 98317ul, 196613ul, 393241ul, 786433ul,
	1572869ul, 3145739ul, 6291469ul, 12582917ul, 25165843ul,
	50331653ul, 100663319ul, 201326611ul, 402653189ul, 805306457ul,
	1610612741ul, 3221225473ul, 4294967291ul
};
template<class T>
struct HashNode
{
	HashNode(const T&data):data(data),next(nullptr){}
	T data;
	HashNode<T>* next;
};
template<class K>
struct _Hash
{
	// 大多树的类型就是是什么类型就返回什么类型
	const K& operator()(const K& key)
	{
		return key;
	}
};
// 特化string
template<>
struct _Hash<string>
{
	size_t operator()(const string& key)
	{
		size_t hash = 0;
		// 把字符串的所有字母加起来   hash = hash*131 + key[i]
		for (size_t i = 0; i < key.size(); ++i)
		{
			hash *= 131;
			hash += key[i];
		}
		return hash;
	}
};
template<class K, class T, class KOFV, class Hash>
class HashBucket
{
private:
		vector<Node*> tables;
		int size = 0;// 记录表中的数据个数
};

为了让哈希表能够跑起来，我们这里实现一个迭代器的操作
迭代器的框架： 这里有两个成员，一个是节点指针，还有一个是哈希表的指针，只要就是为了方便实现迭代器++遍历哈希表的操作。模板参数列表的前四个主要是为了实现普通迭代器和const迭代器，第五个参数就是为了获得T中的key值，是一个仿函数（前几篇博客都有提到过），最后一个模板参数是哈希函数，为了构造出哈希表指针而存在

template<class K, class T, class Ref, class Ptr, class KOFV, class Hash>
struct HashBucket_Iterator
{
	typedef HashBucket_Iterator<K, T, Ref, Ptr, KOFV, Hash> Self;
	typedef HashNode<T> Node;
	typedef HashBucket<K, T, KOFV, Hash> HashBucket;

	Node* node;
	HashBucket* _phb;
	HashBucket_Iterator(Node *node, HashBucket* phb):node(node),_phb(phb){}
}

迭代器基本操作的实现：

//迭代器的实现
	template<class K, class T, class Ref, class Ptr, class KOFV, class Hash>
	struct HashBucket_Iterator
	{
		typedef HashBucket_Iterator<K, T, Ref, Ptr, KOFV, Hash> Self;
		typedef HashNode<T> Node;
		typedef HashBucket<K, T, KOFV, Hash> HashBucket;

		Node* node;
		HashBucket* _phb;
		HashBucket_Iterator(Node *node, HashBucket* phb):node(node),_phb(phb){}
		//操作符重载
		Ref operator*()
		{
			return node->data;
		}
		Ptr operator->()
		{
			return &node->data;
		}
		Self& operator++()
		{
			if (node->next)
			{
				node = node->next;
				return *this;
			}
			else
			{
				KOFV kofv;
				size_t index = _phb->HashFunc(kofv(node->data));

				for (size_t i = index + 1; i < _phb->tables.size(); ++i)
				{
					if (_phb->tables[i])
					{
						node = _phb->tables[i];
						return *this;
					}
				}
				node = nullptr;
				return *this;
			}
		}

		bool operator==(const Self& self) const
		{
			return node == self.node
				&& _phb == self._phb;
		}

		bool operator!=(const Self& self) const
		{
			return !this->operator==(self);
		}
	};

哈希表内部改造：

template<class K, class T, class KOFV, class Hash>
	class HashBucket
	{
		typedef HashNode<T> Node;
		friend struct HashBucket_Iterator<K, T, T&, T*, KOFV, Hash>;
	public:
		typedef HashBucket_Iterator<K, T, T&, T*, KOFV, Hash> iterator;
		size_t getNextPrime(size_t num)
		{
			size_t i = 0;

			for (i = 0; i < PRIMECOUNT; i++)
			{
				//返回比那个数大的下一个质数 
				if (primeList[i] > num)
				{
					return primeList[i];
				}
			}
			//如果比所有都大，还是返回最后一个，因为最后一个已经是32位最大容量
			return primeList[PRIMECOUNT - 1];
		}
		//除留余数法
		size_t HashFunc(const K& key)
		{
			Hash hash;
			return hash(key) % tables.size();
		}
		iterator begin()
		{
			for (size_t i = 0; i < tables.size(); ++i)
			{
				if (tables[i] != nullptr)
					return iterator(tables[i], this);// 哈希桶的第一个节点 
			}
			return end();// 没有节点返回最后一个迭代器
		}
		iterator end()
		{
			return iterator(nullptr, this);
		}
		~HashBucket()
		{
			Clear();
		}
		void Clear()
		{
			for (size_t i = 0; i < tables.size(); ++i)
			{
				Node* cur = tables[i];
				while (cur)
				{
					Node* next = cur->next;
					delete cur;
					cur = next;
				}
			}
		}
	};

封装unordered_map和unordered_set

unordered_set.h头文件

#pragma once
#include"HashTable.h"
using namespace OPEN_HASH;
namespace Simulation
{
template<class K, class Hash = _Hash<K>>
class unordered_set
{
	struct SetKeyOfValue
	{
		const K& operator()(const K& key)
		{
			return key;
		}
	};
	// 告诉编译器这只是一个类型
	typedef HashBucket<K, K, SetKeyOfValue, Hash> HashBucket;
public:
	// 告诉编译器这只是一个类型
	typedef typename HashBucket::iterator iterator;

	iterator begin()
	{
		return _ht.begin();
	}
	iterator end()
	{
		return _ht.end();
	}

	pair<iterator, bool> insert(const K& kv)
	{
		return _ht.Insert(kv);
	}
	bool erase(const K& key)
	{
		return _ht.Erase(key);
	}
	iterator find(const K& key)
	{
		return _ht.Find(key);
	}
private:
	HashBucket _ht;
};
void test_unordered_set1()
{
	unordered_set<int> s;

	s.insert(3);
	s.insert(2);
	s.insert(1);
	s.insert(2);
	s.insert(4);

	s.erase(3);
	for (auto e : s)
	{
		cout << e << endl;
	}
}

void test_unordered_set2()
{
	unordered_set<string> s;

	s.insert("sort");
	s.insert("pass");
	s.insert("cet6");
	s.insert("pass");
	s.insert("cet6");

	s.erase("sort");

	for (auto& e : s)
	{
		cout << e << endl;
	}
}
}

unordered_map.h头文件

#pragma once
#include"HashTable.h"
using namespace OPEN_HASH;
namespace Simulation
{
	template<class K, class V, class Hash = _Hash<K>>
	class unordered_map
	{
		struct MapKeyOfValue
		{
			const K& operator()(const pair<K, V>& kv)
			{
				return kv.first;
			}
		};

		typedef HashBucket<K, pair<K, V>, MapKeyOfValue, Hash> HashBucket;
	public:
		// 告诉编译器这只是一个类型
		typedef typename HashBucket::iterator iterator;

		iterator begin()
		{
			return _ht.begin();
		}
		iterator end()
		{
			return _ht.end();
		}

		pair<iterator, bool> insert(const pair<K, V>& kv)
		{
			return _ht.Insert(kv);
		}
		bool erase(const K& key)
		{
			return _ht.Erase(key);
		}
		iterator find(const K& key)
		{
			return _ht.Find(key);
		}
		V& operator[](const K& key)
		{
			pair<iterator, bool> ret = insert(make_pair(key, V()));
			return ret.first->second;
		}
	private:
		HashBucket _ht;
	};
	void test_unordered_map1()
	{
		unordered_map<int, int> um;

		um.insert(make_pair(1, 1));
		um.insert(make_pair(3, 3));
		um.insert(make_pair(2, 2));
		um.insert(make_pair(4, 4));

		for (auto& e : um)
		{
			cout << e.first << ":" << e.second << endl;
		}

		/*unordered_map<int, int>::iterator it = um.begin();
		++it;
		cout << it->first << endl;*/
	}

	void test_unordered_map2()
	{
		unordered_map<string, string> um;

		um.insert(make_pair("string", "字符串"));
		um.insert(make_pair("sort", "排序"));
		um.insert(make_pair("pass", "通过"));
		um.insert(make_pair("program", "程序"));

		for (auto& e : um)
		{
			cout << e.first << ":" << e.second << endl;
		}

		/*unordered_map<int, int>::iterator it = um.begin();
		++it;
		cout << it->first << endl;*/
	}

	void test_unordered_map3()
	{
		unordered_map<string, int> countMap;

		string strArr[] = { "香蕉","香蕉" ,"水蜜桃","西瓜","苹果","西瓜","香蕉" ,"苹果","西瓜","苹果","苹果","香蕉" ,"水蜜桃" };

		for (auto& e : strArr)
		{
			countMap[e]++;
		}

		countMap["芒果"] = 10;

		for (auto& e : countMap)
		{
			cout << e.first << ":" << e.second << endl;
		}
	}
}

typedef详解

搞懂了c++创始人写的< the design and evolution of cpp >中的下面这个例子, 有助于你理解typdef:

typedef int P();
typedef int Q();
class X {
    static P(Q); // 等价于static int Q(), Q在此作用域中不再是一个类型
    static Q(P); // 等价于static int Q(int ()), 定义了一个名为Q的function
};

隐藏技能：typedef 定义的新类型, 使用时可以省略括号

typedef int NUM;
NUM a = 10; // 也可写成`NUM(a) = 10;`
NUM(b) = 12; // 也可写成`NUM b = 12;`

官方定义
初次接触此类typedef用法的程序员直观上理解这个例子比较困难, 我们来看一下typedef的官方定义:

Typedef does not work like typedef [type] [new name]. The [new name] part does not always come at the end.

You should look at it this way: if [some declaration] declares a variable, typedef [same declaration] would define a type

看我标黑的这句话, 总结一下就是: 任何声明变量的语句前面加上typedef之后，原来是变量的都变成一种类型。不管这个声明中的标识符号出现在中间还是最后

举个例子：

初级：

typedef int x; // 定义了一个名为x的int类型
typedef struct { char c; } s; // 定义名为s的struct类型
typedef int *p; //定义了一个名为p的指针类型, 它指向int (中文描述指针好累)

高级：（注意标识符不一定在最后）

typedef int A[];  // 定义一个名为A的int数组的类型
typedef int f(); // 定义一个名为f, 参数为空, 返回值为int的函数类型
typedef int g(int); // 定义一个名为g, 含一个int参数, 返回值为int的函数类型

这时候我们回头看一开始的那个例子：

typedef int P();
static P(Q);

这样就比较好理解了吧，typedef定义了一个名叫P，参数为空，返回值是int的函数类型，根据我上面介绍的隐藏技能，P(Q)就等价于P Q，声明Q是一个返回值为int

这玩意有什么用呢?
我们都知道C++语言里, 函数都是先声明后使用的(除非在使用之前定义), 看以下例子:

#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <string>
 
typedef int P(); // 简单的
typedef void Q(int *p, const std::string& s1, const std::string& s2, size_t size, bool is_true); // 复杂的
class X {
public:
    P(eat_shit); // 等价于声明`int eat_shit();`
    Q(bullshit); // 等价于声明`void bullshit(int *p, const string& s1, const string& s2, size_t size, bool is_true);`
};
 
int main() {
    X *xx;
    printf("shit ret: %d\n", xx->eat_shit());
    int a[] = {1, 3, 4, 5, 7};
    xx->bullshit(a, "foo", "bar", sizeof(a)/sizeof(int), true);
}
 
int X::eat_shit() {
    return 888;
}
 
void X::bullshit(int *p, const std::string& s1, const std::string& s2, size_t size, bool is_true) {
    std::cout << "s1: " << s1 << ", s2: " << s2 << ", size: " << size << std::endl;
    printf("elems:\n");
    for(int i = 0; i < size; i++) {
        printf("%d %s",  *p++, (i == size-1) ? "" : ",");
    }
    printf("\n");
}

总结:

  • type (var)(...); // 变量名var与结合，被圆括号括起来，右边是参数列表。表明这是函数指针
  • type (var)[]; //变量名var与结合，被圆括号括起来，右边是[]运算符。表示这是数组指针
  • type (*var[])...; // 变量名var先与[]结合，说明这是一个数组（至于数组包含的是什么，由旁边的修饰决定）

typename详解

"typename"是一个C++程序设计语言中的关键字。当用于泛型编程时是另一术语"class"的同义词。这个关键字用于指出模板声明（或定义）中的非独立名称（dependent names）是类型名，而非变量名

typename 的作用就是告诉 c++ 编译器，typename 后面的字符串为一个类型名称，而不是成员函数或者成员变量，这个时候如果前面没有 typename，编译器没有任何办法知道 T::LengthType 是一个类型还是一个成员名称(静态数据成员或者静态函数)，所以编译不能够通过。
举个例子：假设你现在要针对某一种容器设定一个操作函数

template <class T>
void func (){
    T::iteartor * testpt;
}

看到这段代码的时候我们大多数情况下都是可以看出来，这一段代码中的操作是定义了一个容器的迭代器指针类型的变量。但是模版是在编译期间展开的，只有在模版实例化的时候编译器才可以推导出其类型。这段代码对于编译器来说很有可能产生错误的理解，因为我们能快速的根据iteartor是一个迭代器想到这是定义了一个变量，但是对于编译器来说，它怎么会知道一定知道T::iteartor一定是一个迭代器类型，或者一定知道这是一个类型？因为能表示成这样形式的代码有三种情况：

  • 在T作用域中存在一个iteartor的静态变量
  • 在T作用域中存在一个iteartor的静态成员函数
  • 是T类型的成员变量

以上三种含义均可以表示成例子中的样子，编译器怎么知道这是哪一种。在实践过程中，编译器会直接对testpt报错，而且在模板实例化之前，完全没有办法来区分它们，这绝对是滋生各种bug的温床。这时C++标准委员会再也忍不住了，与其到实例化时才能知道到底选择哪种方式来解释以上代码，委员会决定引入一个新的关键字，这就是typename

typename真正的用途

编译期间模版的推导有一个这样的规则：如果解析器在template推导期间遇到了嵌套从属名称，那么不指定他为一个类型，解析器就一定不会把它当成一个类型。

什么是嵌套从属类型？

事实上类型T::const_iterator依赖于模板参数T， 模板中依赖于模板参数的名称称为从属名称（dependent name）， 当一个从属名称嵌套在一个类里面时，称为嵌套从属名称（nested dependent name）。 其实T::const_iterator还是一个嵌套从属类型名称（nested dependent type name）。嵌套从属名称是需要用typename声明的，其他的名称是不可以用typename声明的。

总结：嵌套从属名称是需要用typename声明的，其他的名称是不可以用typename声明的

T::iteartor这种，这也就是为什么编译器会对testpt报错的原因。那要怎样指定testpt为一个类型，这就回到了开头的那个问题，我们可以这样解决

template <class T>
void func (){
    typename T::iteartor * testpt;
}

加上了typename之后我们就可以知道T::iteartor是一个类型，编译器也可以根据这个进行类型推导了

相关文章