glib 哈希表学习（2）

1：哈希表原型

GHashTable* g_hash_table_new (GHashFunc hash_func,
GEqualFunc key_equal_func);
GHashTable* g_hash_table_new_full (GHashFunc hash_func,
GEqualFunc key_equal_func,
GDestroyNotify key_destroy_func,
GDestroyNotify value_destroy_func);
guint (*GHashFunc) (gconstpointer key);
gboolean (*GEqualFunc) (gconstpointer a,
gconstpointer b);
void g_hash_table_insert (GHashTable *hash_table,
gpointer key,
gpointer value);
void g_hash_table_replace (GHashTable *hash_table,
gpointer key,
gpointer value);
guint g_hash_table_size (GHashTable *hash_table);
gpointer g_hash_table_lookup (GHashTable *hash_table,
gconstpointer key);
gboolean g_hash_table_lookup_extended (GHashTable *hash_table,
gconstpointer lookup_key,
gpointer *orig_key,
gpointer *value);
void g_hash_table_foreach (GHashTable *hash_table,
GHFunc func,
gpointer user_data);
gpointer g_hash_table_find (GHashTable *hash_table,
GHRFunc predicate,
gpointer user_data);
void (*GHFunc) (gpointer key,
gpointer value,
gpointer user_data);
gboolean g_hash_table_remove (GHashTable *hash_table,
gconstpointer key);
gboolean g_hash_table_steal (GHashTable *hash_table,
gconstpointer key);
guint g_hash_table_foreach_remove (GHashTable *hash_table,
GHRFunc func,
gpointer user_data);
guint g_hash_table_foreach_steal (GHashTable *hash_table,
GHRFunc func,
gpointer user_data);
void g_hash_table_remove_all (GHashTable *hash_table);
void g_hash_table_steal_all (GHashTable *hash_table);
GList* g_hash_table_get_keys (GHashTable *hash_table);
GList* g_hash_table_get_values (GHashTable *hash_table);
gboolean (*GHRFunc) (gpointer key,
gpointer value,
gpointer user_data);
#define g_hash_table_freeze (hash_table)
#define g_hash_table_thaw (hash_table)
void g_hash_table_destroy (GHashTable *hash_table);
GHashTable* g_hash_table_ref (GHashTable *hash_table);
void g_hash_table_unref (GHashTable *hash_table);
GHashTableIter;
void g_hash_table_iter_init (GHashTableIter *iter,
GHashTable *hash_table);
gboolean g_hash_table_iter_next (GHashTableIter *iter,
gpointer *key,
gpointer *value);
GHashTable* g_hash_table_iter_get_hash_table (GHashTableIter *iter);
void g_hash_table_iter_remove (GHashTableIter *iter);
void g_hash_table_iter_steal (GHashTableIter *iter);
gboolean g_direct_equal (gconstpointer v1,
gconstpointer v2);
guint g_direct_hash (gconstpointer v);
gboolean g_int_equal (gconstpointer v1,
gconstpointer v2);
guint g_int_hash (gconstpointer v);
gboolean g_str_equal (gconstpointer v1,
gconstpointer v2);
guint g_str_hash (gconstpointer v);

2：哈希表实例

#include <stdio.h>
#include <glib.h>
#include <glib/gprintf.h>
struct map {
int key;
char *value;
} m[10] = {
{1,"one"},
{2,"two"},
{3,"three"},
{4,"four"},
{5,"five"},
{6,"six"},
{7,"seven"},
{8,"eight"},
{9,"nine"},
{10,"ten"}
};
typedef struct map map;
static gboolean
myHRFunc(gpointer key, gpointer value, gpointer user_data)
{
gint a = *(gint *)key;
gint b = *(gint *)user_data;
return a == b ? TRUE : FALSE;
}
static void
myIterator(gpointer key, gpointer value, gpointer user_data)
{
printf(user_data, *(gint*)key, value);
}
static void
test_hash_1(void)
{
GHashTable *hash = g_hash_table_new(g_int_hash, g_int_equal);
gint i;
for (i = 0; i < sizeof(m)/sizeof(m[0]); i++)
g_hash_table_insert(hash, &m[i].key, m[i].value);
g_printf("It should has '%d' keys in the hash now.\t\tResult: %d.\n", 10, g_hash_table_size(hash));
g_printf("The value of the second key should be '%s' now.\t\tResult: %s.\n", m[1].value, (gchar *)g_hash_table_lookup(hash, &m[1].key));
gboolean found = g_hash_table_remove(hash, &m[8].key);
g_printf("The key '%d' was %sfound and removed now.\n", m[8].key, found ? "" : "not ");
found = g_hash_table_remove(hash, &m[8].key);
g_printf("The key '%d' was %sfound and removed now.\n", m[8].key, found ? "" : "not ");
g_hash_table_insert(hash, &m[8].key, m[8].value);
g_printf("The key '%d' should be there now.\t\tResult: %s.\n", m[8].key, g_hash_table_find(hash, myHRFunc, &m[8].key) == NULL ? "NO" : "YES");
g_hash_table_replace(hash, &m[2].key, "2222");
g_printf("The value of the third key should be '%s' now.\t\tResult: %s.\n", "2222", (gchar *)g_hash_table_lookup(hash, &m[2].key));
g_printf("The all items in hash table is :\n");
g_hash_table_foreach(hash, myIterator, "Key:\t%d\t\tValue:\t%s\n");
g_hash_table_destroy(hash);
}
int
main(void)
{
printf("BEGIN:\n************************************************************\n");
test_hash_1();
printf("\n************************************************************\nDONE\n");
return 0;
}
3：结果
BEGIN:
************************************************************
It should has '10' keys in the hash now. Result: 10.
The value of the second key should be 'two' now. Result: two.
The key '9' was found and removed now.
The key '9' was not found and removed now.
The key '9' should be there now. Result: YES.
The value of the third key should be '2222' now. Result: 2222.
The all items in hash table is :
Key: 1 Value: one
Key: 2 Value: two
Key: 3 Value: 2222
Key: 4 Value: four
Key: 5 Value: five
Key: 6 Value: six
Key: 7 Value: seven
Key: 8 Value: eight
Key: 9 Value: nine
Key: 10 Value: ten
************************************************************
DONE

3.分析

    * 对 g_hash_table_new 的调用指定了这个哈希表将使用字符串作为键。函数 g_str_hash 和 g_str_equal 是 GLib 的内置函数，因为这很常用。其他内置散列/等同（equality）函数包括 g_int_hash /g_int_equal（使用整数作为键）以及 g_direct_hash/g_direct_equal（使用指针作为键）。
    * GLists 和 GSLists 拥有一个 g_[container]_free 函数来清除它们；可以使用 g_hash_table_destroy 来清空 GHashTable。
    * 当尝试使用 g_hash_table_remove 删除键/值对时，会获得一个 gboolean 返回值，表明键是否找到并删除。gboolean 是真/假值的一个简单的跨平台 GLib 实现。
    * g_hash_table_size 返回哈希表中键的数目。

插入和替换值：

当使用 g_hash_table_insert 插入键时，GHashTable 首先检查那个键是否已经存在。如果已经存在，那么那个值会被替换，而键不会被替换。如果希望同时替换键和值，那么需要使用 g_hash_table_replace。它稍有不同，因此在下面同时展示了二者：

#include <glib.h>
static char* texas_1, *texas_2;
void key_destroyed(gpointer data)
{
g_printf("Got a key destroy call for %s\n", data == texas_1 ? "texas_1" : "texas_2");
}
int main(int argc, char** argv)
{

GHashTable* hash = g_hash_table_new_full(g_str_hash, g_str_equal, (GDestroyNotify)key_destroyed, NULL);

texas_1 = g_strdup("Texas");
texas_2 = g_strdup("Texas");
g_hash_table_insert(hash, texas_1, "Austin");
g_printf("Calling insert with the texas_2 key\n");
g_hash_table_insert(hash, texas_2, "Houston");
g_printf("Calling replace with the texas_2 key\n");
g_hash_table_replace(hash, texas_2, "Houston");
g_printf("Destroying hash, so goodbye texas_2\n");
g_hash_table_destroy(hash);
g_free(texas_1);
g_free(texas_2);
return 0;
}

***** Output *****

Calling insert with the texas_2 key
Got a key destroy call for texas_2
Calling replace with the texas_2 key
Got a key destroy call for texas_1
Destroying hash, so goodbye texas_2
Got a key destroy call for texas_2

从输出可以看到，当 g_hash_table_insert 尝试插入与现有键相同的字符串（Texas）时， GHashTable 只是简单的释放传递进来的键（texas_2），并令当前键（texas_1）保持不变。但是当 g_hash_table_replace 做同样的事情时，texas_1 键被销毁，并在使用它的地方使用 texas_2 键。更多注解：

    * 当创建新的 GHashTable 时，可以使用 g_hash_table_full 来提供一个 GDestroyNotify 实现，在键被销毁时调用它。这让您能够为那个键进行完全的资源清除，或者（在本例中）去查看在键变化时实际发生的事情。
    * 在前面的 GSList 部分已经出现过 g_strdup；在这里使用它来分配字符串 Texas 的两个拷贝。可以发现，GHashTable 函数 g_str_hash 和 g_str_equal 正确地检测到，尽管指针指向不同的内存位置，但实际上字符串是相同的。为了避免内存泄漏，在函数的末尾必须释放 texas_1 和 texas_2 当然，在本例中这并不重要，因为程序会退出，但是无论如何能够清除是最好的。

遍历键/值对

有时需要遍历所有的键/值对。这里是如何使用 g_hash_table_foreach 来完成那项任务：

//ex-ghashtable-3.c
#include <glib.h>
void iterator(gpointer key, gpointer value ,gpointer user_data)
{
g_printf(user_data, *(gint*)key, value);
}

int main(int argc, char** argv)
{
GHashTable* hash = g_hash_table_new(g_int_hash, g_int_equal);

gint* k_one = g_new(gint, 1), *k_two = g_new(gint, 1), *k_three = g_new(gint, 1);
* k_one = 1, *k_two=2, *k_three = 3;

g_hash_table_insert(hash, k_one, "one");
g_hash_table_insert(hash, k_two, "four");
g_hash_table_insert(hash, k_three, "nine");

g_hash_table_foreach(hash, (GHFunc)iterator, "The square of %d is %s \n");
g_hash_table_destroy(hash);
return 0;
}

***** Output *****

The square of 1 is one
The square of 2 is four
The square of 3 is nine

在这个示例中有一些细微的不同之处：

    * 可以发现，使用 GLib 提供的散列函数 g_int_hash 和 g_int_equal 让您能够使用指向整数的指针作为键。本示例使用的是整数的 GLib 跨平台抽象： gint。
    * g_hash_table_foreach 与您已经了解的 g_slist_foreach 和 g_list_foreach 函数非常类似。唯一的区别是，传递到 g_hash_table_foreach 的 GHFunc 要接受三个参数，而不是两个。在本例中，传递进入一个用来格式化键和字符串的打印的字符串作为第三个参数。另外，尽管在本示例时键恰巧是以它们插入的顺序打印出来，但绝对不保证那个键插入的顺序会被保留。
查找条目      //(//(((((((((((((((((((未完全理解))))))))))))))))))))))))))))))))

使用 g_hash_table_find 函数来查找某个特定的值。这个函数支持查看每一个键/值对，直到定位到期望的值。这里是一个示例：

//ex-ghashtable-4.c
#include <glib.h>
void value_destroyed(gpointer data)
{
g_printf("Got a value destroy call for %d\n", GPOINTER_TO_INT(data));
}

gboolean finder(gpointer key, gpointer value, gpointer user_data)
{
return (GPOINTER_TO_INT(key) + GPOINTER_TO_INT(value)) == 42;
}

int main(int argc, char** argv)
{
GHashTable* hash = g_hash_table_new_full(g_direct_hash, g_direct_equal, NULL, (GDestroyNotify)value_destroyed);

g_hash_table_insert(hash, GINT_TO_POINTER(6), GINT_TO_POINTER(36));
g_hash_table_insert(hash, GINT_TO_POINTER(10), GINT_TO_POINTER(12));
g_hash_table_insert(hash, GINT_TO_POINTER(20), GINT_TO_POINTER(22));

gpointer item_ptr = g_hash_table_find(hash, (GHRFunc)finder, NULL);
gint item = GPOINTER_TO_INT(item_ptr);
g_printf("%d + %d == 42\n", item, 42-item);

g_hash_table_destroy(hash);
return 0;
}

***** Output *****

36 + 6 == 42
Got a value destroy call for 36
Got a value destroy call for 22
Got a value destroy call for 12

照例，本示例介绍了 g_hash_table_find 以及其他一些内容：

    * GHRFunc 返回 TRUE 时，g_hash_table_find 返回第一个值。如果 GHRFunc 作用于任意条目都都不返回 TRUE（这表明没有找到合适的条目），则它返回 NULL。
    * 本示例介绍了另一组内置的 GLib 散列函数：g_direct_hash 和 g_direct_equal。这组函数支持使用指针作为键，但却没有尝试去解释指针背后的数据。由于要将指针放入 GHashTable，所以需要使用一些便利的 GLib 宏（GINT_TO_POINTER 和 GPOINTER_TO_INT）来在整数与指针之间进行转换。
    * 最后，本示例创建了 GHashTable，并给予它一个 GDestroyNotify 回调函数，以使得您可以查看条目是何时被销毁的。大部分情况下您会希望在一个与此类似的函数中释放某些内存，不过出于示例的目的，这个实现只是打印出一条消息。

难处理的情形：从表中删除

偶尔可能需要从一个 GHashTable 中删除某个条目，但却没有获得 GHashTable 所提供的任意 GDestroyNotify 函数的回调。要完成此任务，或者可以根据具体的键使用 g_hash_table_steal，或者根据所有匹配某个条件的键使用 g_hash_table_foreach_steal。

//ex-ghashtable-5.c
#include <glib.h>
gboolean wide_open(gpointer key, gpointer value, gpointer user_data)
{
return TRUE;
}

void key_destroyed(gpointer data)
{
g_printf("Got a GDestroyNotify callback\n");
}

int main(int argc, char** argv)
{
GHashTable* hash = g_hash_table_new_full(g_str_hash, g_str_equal, (GDestroyNotify)key_destroyed,(GDestroyNotify)key_destroyed);

g_hash_table_insert(hash, "Texas", "Austin");
g_hash_table_insert(hash, "Virginia", "Richmond");
g_hash_table_insert(hash, "Ohio", "Columbus");
g_hash_table_insert(hash, "Oregon", "Salem");
g_hash_table_insert(hash, "New York", "Albany");

g_printf("Removing New York, you should see two callbacks\n");
g_hash_table_remove(hash, "New York");
if (g_hash_table_steal(hash, "Texas"))
{
g_printf("Texas has been stolen, %d items remaining\n", g_hash_table_size(hash));
}
g_printf("Stealing remaining items\n");
g_hash_table_foreach_steal(hash, (GHRFunc)wide_open, NULL);
g_printf("Destroying the GHashTable, but it's empty, so no callbacks\n");
g_hash_table_destroy(hash);
return 0;
}

***** Output *****

Removing New York, you should see two callbacks
Got a GDestroyNotify callback
Got a GDestroyNotify callback
Texas has been stolen, 3 items remaining
Stealing remaining items
Destroying the GHashTable, but it's empty, so no callbacks

高级查找：找到键和值

针对需要从表中同时获得键和值的情况，GHashTable 提供了一个 g_hash_table_lookup_extended 函数。它与 g_hash_table_lookup 非常类似，但要接受更多两个参数。这些都是“out”参数；也就是说，它们是双重间接指针，当数据被定位时将指向它。这里是它的工作方式：

//ex-ghashtable-6.c
#include <glib.h>
int main(int argc, char** argv)
{
GHashTable* hash = g_hash_table_new(g_str_hash, g_str_equal);

g_hash_table_insert(hash, "Texas", "Austin");
g_hash_table_insert(hash, "Virginia", "Richmond");
g_hash_table_insert(hash, "Ohio", "Columbus");

char* state = NULL;
char* capital = NULL;
char** key_ptr = &state;
char** value_ptr = &capital;

gboolean result = g_hash_table_lookup_extended(hash, "Ohio", (gpointer*)key_ptr, (gpointer*)value_ptr);
if (result)
{
g_printf("Found that the capital of %s is %s\n", capital, state);
}
if (!g_hash_table_lookup_extended(hash, "Vermont", (gpointer*)key_ptr, (gpointer*)value_ptr))
{
g_printf("Couldn't find Vermont in the hash table\n");
}

g_hash_table_destroy(hash);
return 0;
}

***** Output *****

Found that the capital of Columbus is Ohio
Couldn't find Vermont in the hash table

初始化能够接收键/值数据的变量有些复杂，但考虑到它是从函数返回多于一个值的途径，这可以理解。注意，如果您为后两个参数之一传递了 NULL，则 g_hash_table_lookup_extended 仍会工作，只是不是填充 NULL 参数。

每个键多个值

到目前为止已经介绍了每个键只拥有一个值的散列。不过有时您需要让一个键持有多个值。当出现这种需求时，使用 GSList 作为值并及 GSList 添加新的值通常是一个好的解决方案。不过，这需要稍多一些工作，如本例中所示：

//ex-ghashtable-7.c
#include <glib.h>
void print(gpointer key, gpointer value, gpointer data)
{
g_printf("Here are some cities in %s: ", key);
g_slist_foreach((GSList*)value, (GFunc)g_printf, NULL);
g_printf("\n");
}

void destroy(gpointer key, gpointer value, gpointer data)
{
g_printf("Freeing a GSList, first item is %s\n", ((GSList*)value)->data);
g_slist_free(value);
}

int main(int argc, char** argv)
{
GHashTable* hash = g_hash_table_new(g_str_hash, g_str_equal);

g_hash_table_insert(hash, "Texas", g_slist_append(g_hash_table_lookup(hash, "Texas"), "Austin "));

g_hash_table_insert(hash, "Texas", g_slist_append(g_hash_table_lookup(hash, "Texas"), "Houston "));

g_hash_table_insert(hash, "Virginia", g_slist_append(g_hash_table_lookup(hash, "Virginia"), "Richmond "));

g_hash_table_insert(hash, "Virginia", g_slist_append(g_hash_table_lookup(hash, "Virginia"), "Keysville "));

g_hash_table_foreach(hash, print, NULL);
g_hash_table_foreach(hash, destroy, NULL);
g_hash_table_destroy(hash);
return 0;
}
***** Output *****

Here are some cities in Texas: Austin Houston
Here are some cities in Virginia: Richmond Keysville
Freeing a GSList, first item is Austin
Freeing a GSList, first item is Richmond

g_slist_append 接受 NULL 作为 GSList 的合法参数，示例中的“insert a new city”代码利用了这一事实；它不需要检查这是不是添加到给定州的列表的第一个城市。

当销毁 GHashTable 时，必须记住在释放哈希表本身之前先释放那些 GSList。注意，如果没有在那些列表中使用静态字符串，这会更为复杂；在那种情况下需要在释放列表本身之前先释放每个 GSList 之中的每个条目。这个示例所展示的内容之一是各种 foreach 函数多么实用 —— 它们可以节省很多输入。

现实应用

这里是如何使用 GHashTables 的样例。

在 Gaim 中：

    * gaim-1.2.1/src/buddyicon.c 使用 GHashTable 来保持对“好友图标（buddy icons）”的追踪。键是好友的用户名，值是指向 GaimBuddyIcon 结构体的指针。
    * gaim-1.2.1/src/protocols/yahoo/yahoo.c 是这三个应用程序中唯一使用 g_hash_table_steal 的地方。它使用 g_hash_table_steal 作为构建帐号名到好友列表的映射的代码片断的组成部分。

在 Evolution 中：

    * evolution-2.0.2/smime/gui/certificate-manager.c 使用 GHashTable 来追踪 S/MIME 证书的根源；键是组织名，值是指向 GtkTreeIter 的指针。
    * evolution-data-server-1.0.2/calendar/libecal/e-cal.c 使用 GHashTable 来追踪时区；键是时区 ID 字符串，值是某个 icaltimezone 结构体的字符串描述。

在 GIMP 中：

    * gimp-2.2.4/libgimp/gimp.c 使用 GHashTable 追踪临时的过程。在整个代码基（codebase）中唯一使用 g_hash_table_lookup_extended 的地方，它使用 g_hash_table_lookup_extended 调用来找到某个过程，以使得在删除那个过程之前能首先释放散列键的内存。
    * gimp-2.2.4/app/core/gimp.c 使用 GHashTable 来保存图像；键是图像的 ID（一个整数），值是指向 GimpImage 结构体的指针。

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glib 哈希表学习（2）

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