[C++]20:unorderedset和unorderedmap结构和封装。

news2024/11/14 13:31:34

unorderedset和unorderedmap结构和封装

  • 一.哈希表：
    • 1.直接定址法：
    • 2.闭散列的开放定址法：
      • 1.基本结构：
      • 2.insert
      • 3.find
      • 4.erase
      • 5.补充：
      • 6.pair<k,v> k的数据类型：
    • 3.开散列的拉链法/哈希桶：
      • 1.基本结构：
      • 2.insert
        • 1.正常插入：
        • 2.考虑扩容
      • 3.find
      • 4.erase
      • 5.数据计算观察：
  • 二.unordered_set和unordered_map的封装：
    • 1.unordered_set
      • 1.基本结构：
      • 2.插入：
      • 3.迭代器：
      • 4.find
      • 5.整体代码：
    • 2.unorder_map
      • 1.基本结构：
      • 2.插入：
      • 3.迭代器：
      • 4.find
      • 5.operator[]重载：
      • 6.整体代码：
      • 7.补充代码：
    • 3.HashTable
      • 1.find查找：
      • 2.迭代器：
        • 1.基本结构：
        • 2.operator++
        • 3.整体代码：
      • 3.插入：
        • 1.bool返回的插入：
        • 2.重载operator[]实现的重载unordered_map独有：

一.哈希表：

1.直接定址法：

1.数据比较集中并且数据都比较小。
2.使用key值作为下标进行数据的存贮。
3.适用于数据比较小并且连续的情况。

字符串中第一个唯一字符

2.闭散列的开放定址法：

1.基本结构：

namespace oper_addres {
	
	enum state {
		Empty,
		Delete,
		Exist,
	};

	template<class k, class v>
	struct Hash_Node {
		Hash_Node(pair<k, v> x = pair<k,v>())
			:_date(x)
			,_state(Empty)
		{}

		pair<k, v> _date;
		state _state;
	};
	
	template<class k, class v>
	class Hash {
	public:
		Hash(size_t n = 10)
		{
			_hash.resize(n);
		}
	private:
		vector<Hash_Node<k, v>> _hash;
		size_t _num = 0;
	};
}

2.insert

1.不存在重复数据：除留余数法，1%10==1 下标1位置放置数值1，4%10=4 下标4位置放置数值4，以此类推。

2.存在重复数据->线性探测->7%10=7 ,下标7位置放置数值7，17%10=7 下标7位置有值就向后放置下标8就放置17，27%10=7下标7位置有值 下标8位置有值下标9放置，++然后取模找到可以放置值的位置结束。

3.如何确定这个位置的值情况？
提供枚举常量 ：Empty Delete Exist

4.扩容+数值拷贝：每插入一个值都需要计算负载因子 = 当前插入的数据量/可以插入的size 当这个差值>=0.7就需要进行扩容，新建一个newhashtable大小为当前表的两倍，新的表使用insert插入原来哈希表数据最后交换两个哈希表的vector。

		bool insert(pair<k, v> x)
		{
			//扩容：
			size_t tmp = ((_num * 10) / _hash.size());

			if (tmp >= 7)
			{
				Hash<k, v>* newhash = new Hash<k, v>(_hash.size() * 2);
				for (auto e : _hash)
				{
					newhash->insert(e._date);
				}

				_hash.swap(newhash->_hash);
			}


			//1.正常插入：插入位置
			size_t indx = x.first % _hash.size();

			//2.进行插入：
			if ((_hash[indx]._state) != Empty || (_hash[indx]._state) == Delete)
			{
				//向后查找->线性探测：
				while (_hash[indx]._state == Exist)
				{
					indx++;
					indx %= _hash.size();
				}

				_hash[indx]._date = x;
				_hash[indx]._state = Exist;
				_num++;
				return true;
			}

			_hash[indx]._date = x;
			_hash[indx]._state = Exist;
			_num++;
			return true;
		}

在这里插入图片描述

3.find

1.find数据传参查找的数据并且返回数据的下标。
2.数据%hashtable.size(),对应下标位置就是这个值返回下标，如果不是线性探测直到空为止。数据不存在返回-1.

			int find(const k& fd)
		{
			size_t Hashi = fd % _hash.size();

			if (_hash[Hashi]._state == Exist && _hash[Hashi]._date.first == fd)
			{
				return Hashi;
			}
			else
			{
				while (_hash[Hashi]._date.first != fd && _hash[Hashi]._state != Empty)
				{
					Hashi++;
					Hashi %= _hash.size();
				}

				if (_hash[Hashi]._date.first == fd && _hash[Hashi]._state == Exist)
					return Hashi;
				else
					return -1;
			}
		}

4.erase

1.这个地方首先使用find找到对应的下标位置进行返回。
2.找到就修改这个位置的状态为Delete，并且返回true。


		bool erase(const k& fd)
		{
			int hashi = find(fd);
			if (hashi != -1)
			{
				_hash[hashi]._state = Delete;
				return true;
			}
			return false;
		}

5.补充：

size_t size()
		{
			return _num;
		}

		bool empty()
		{
			if (_num == 0)
				return true;
			return false;
		}

1.哈希冲突？
2.数据%hashtable.size()同一个位置的数据然后进行线性探测，线性探测的次数越多哈希冲突越多。哈希冲突越多，效率就越低。
3.当因子大于0.7就考虑进行扩容。

6.pair<k,v> k的数据类型：

1.数据类型的一个转换考虑如何变成下标可以识别的size_t类型。
2.实现仿函数，并且重载operator()
3.特殊类型可以使用类模板的特化。

template<class T>
	struct transition
	{
		size_t operator()(const T& x)
		{
			return x;
		}
	};

	//1.string -> string
	template<>
	struct transition<string>
	{
		size_t operator()(const string& x)
		{
			//1.可以计算string字符串的asia码的和并且每次*131降低哈希冲突：
			size_t sum = 0;
			for (auto& e : x)
			{
				sum += (e*131);
			}
			return sum;
		}
	};

在这里插入图片描述

3.开散列的拉链法/哈希桶：

1.开散列,首先对于key值计算出下标位置，具有相同下标位置的值放在同一个子集里面，每一个子集就是一个桶，每一个桶中的元素通过一个单链表连接在一起，每一个链表的头节点由vector保存

1.基本结构：

namespace Hash_bucket{
	template<class T>
	struct transition
	{
		size_t operator()(const T& x)
		{
			return x;
		}
	};

	//1.string -> string
	template<>
	struct transition<string>
	{
		size_t operator()(const string& x)
		{
			//1.可以计算string字符串的asia码的和并且每次*131降低哈希冲突：
			size_t sum = 0;
			for (auto& e : x)
			{
				sum += (e * 131);
			}
			return sum;
		}
	};

	template<class k, class v>
	struct Hash_Node {
		typedef Hash_Node Node;
		Hash_Node(pair<k, v> x = pair<k, v>())
			:_date(x)
			,_next(nullptr)
		{}

		pair<k, v> _date;
		Node* _next;
	};
	//, class trans = transition<k>
	template<class k, class v, class trans = transition<k>>
	class Hash {
	public:
		typedef Hash_Node<k, v> Node;
		Hash(size_t n = 10)
		{
			_hash.resize(n,nullptr);
			_num = 0;
		}
	private:
		vector<Node*> _hash;
		size_t _num;
	};
}

2.insert

1.正常插入：
bool insert(const pair<k, v>& x)
		{

			//1.正常插入：
			trans kot;
			size_t hashi = kot(x.first) % _hash.size();
			Node* newnode = new Node(x);

			//1-1:_hash[hashi]==nullptr 直接插入节点：
			if (_hash[hashi] == nullptr)
			{
				_hash[hashi] = newnode;
				_num++;

				return true;
			}
			//1-2：_hash[hashi]!=nullptr 进行单链表的头插：
			else
			{
				newnode->_next = _hash[hashi];
				_hash[hashi] = newnode;
				_num++;

				return true;
			}

			return false;
		}

在这里插入图片描述

2.考虑扩容

1,什么时候需要取进行扩容？
2.当我们的vector<Node*> _hash;每一个下标处都有非空节点就进行扩容。
3.扩容需要考虑原来链表中保存的节点并且考虑进行重新的插入数据。
4.节点数据不需要先delete后new，直接进行简单连接的转移。
5.开头使用find可以帮助我们判断要插入的这个节点之前存不存在。

		bool insert(const pair<k, v>& x)
		{
			if (find(x.first))
				return false;

			trans kot;
			//1.计算平衡因子：
			if (_num == _hash.size())
			{
				vector<Node*> newhash(_hash.size() * 2, nullptr);
				for(int i=0;i<_hash.size();i++)
				{
					Node* cur = _hash[i];
					while (cur)
					{
						Node* next = cur->_next;
						// 头插到新表
						size_t hashi = kot(cur->_date.first) % (_hash.size()*2);
						cur->_next = newhash[hashi];
						newhash[hashi] = cur;

						cur = next;
					}

					_hash[i] = nullptr;
				}
				_hash.swap(newhash);
			}
			else
			{
				//1.正常插入
				size_t hashi = kot(x.first) % _hash.size();
				Node* newnode = new Node(x);

				//1-1:_hash[hashi]==nullptr 直接插入节点：
				newnode->_next = _hash[hashi];
				_hash[hashi] = newnode;
				_num++;
				
				return true;
			}
			return false;
		}

3.find

1.%_hash.size()快速确定下标位置。
2.通过cur遍历单链表找到值相同的节点就返回。
3.找不到就返回空节点。


Node* find(const k& fd)
{
			trans kot;
			size_t i = kot(fd) % _hash.size();
			Node* cur = _hash[i];
			while (cur)
			{
				if (cur->_date.first == fd)
					return cur;
				cur = cur->_next;
			}

			return nullptr;
}

4.erase

1.%_hash.size()快速确定下标位置。
2.两个情况：
2-1：_hash[hashi]保存的就是需要删除的节点
2-1：需要删除的节点在单链表中。

bool erase(const k& fd)
		{
			trans kot;
			size_t i = kot(fd) % _hash.size();
			Node* cur = _hash[i];
			Node* prev = nullptr;
			while (cur)
			{
				if (cur->_date.first == fd)
				{
					//头节点就是需要删除的
					if (prev == nullptr)
					{
						_hash[i] = cur->_next;
					}
					//在单链表中的节点需要被删除：
					else
					{
						prev->_next = cur->_next;
						
					}
					return true;
				}
				prev = cur;
				cur = cur->_next;
			}
			return false;
		}

5.数据计算观察：

		void Some()
		{
			size_t bucketSize = 0;
			size_t maxBucketLen = 0;
			size_t sum = 0;
			double averageBucketLen = 0;

			for (size_t i = 0; i < _hash.size(); i++)
			{
				Node* cur = _hash[i];
				if (cur)
				{
					++bucketSize;
				}

				size_t bucketLen = 0;
				while (cur)
				{
					++bucketLen;
					cur = cur->_next;
				}

				sum += bucketLen;

				if (bucketLen > maxBucketLen)
				{
					maxBucketLen = bucketLen;
				}
			}

			averageBucketLen = (double)sum / (double)bucketSize;

			//平衡因子
			printf("load factor:%lf\n", (double)_num / _hash.size());
			//表长度：
			printf("all bucketSize:%d\n",_hash.size());
			//桶的个数：
			printf("bucketSize:%d\n", bucketSize);
			//最长的桶的长度
			printf("maxBucketLen:%d\n", maxBucketLen);
			//平均桶长度
			printf("averageBucketLen:%lf\n\n", averageBucketLen);
		}

二.unordered_set和unordered_map的封装：

1.unordered_set

1.基本结构：

namespace sfpy {
	template<class k,class transition = transition<k>>
	class myunset {

	public:
		struct copy_set {
			const k& operator()(const k& x)
			{
				return x;
			}
		};
	private:
		Hash_bucket::Hash<k,k,copy_set,transition> _t;
	};
}

2.插入：

//1.插入：
		bool Insert(const k& x)
		{
			pair<iterator, bool> ret = _t.Insert(x);
			return ret.second;
		}

		bool insert(const k& x)
		{
			return _t.insert(x);
		}

3.迭代器：

typedef typename Hash_bucket::Hash<k, k, copy_set, transition>::_iterator iterator;

iterator begin()
		{
			return _t.find_begin();
		}

		iterator end()
		{
			return nullptr;
		}

4.find

//3.find()
		iterator _find(const k& x)
		{
			return _t.Find(x);
		}

5.整体代码：

namespace sfpy {
	template<class k,class transition = transition<k>>
	class myunset {

	public:
		struct copy_set {
			const k& operator()(const k& x)
			{
				return x;
			}
		};

		typedef typename Hash_bucket::Hash<k, k, copy_set, transition>::_iterator iterator;
		//1.插入：
		bool Insert(const k& x)
		{
			pair<iterator, bool> ret = _t.Insert(x);
			return ret.second;
		}

		bool insert(const k& x)
		{
			return _t.insert(x);
		}

		//2.迭代器：
		

		iterator begin()
		{
			return _t.find_begin();
		}

		iterator end()
		{
			return nullptr;
		}

		//3.find()
		iterator _find(const k& x)
		{
			return _t.Find(x);
		}
		

	private:
		Hash_bucket::Hash<k,k,copy_set,transition> _t;
	};
}

2.unorder_map

1.基本结构：

namespace sfpy {
	template<class k , class v , class transition = transition<k>>
	class myunmap {
	public:
		struct copy_map{
			const k& operator()(const pair<k,v>& x)
			{
				return x.first;
			}
		};
	private:
		Hash_bucket::Hash<k,pair<k,v>, copy_map , transition> _t;
	};
}

2.插入：

//1.插入：
		bool Insert(const pair<k, v> x)
		{
			pair<iterator, bool> ret = _t.Insert(x);
			return ret.second;
		}

		bool insert(const pair<k, v> x)
		{
			return _t.insert(x);
		}

3.迭代器：

typedef typename Hash_bucket::Hash<k, pair<k, v>, copy_map, transition>::_iterator iterator;

		//2.迭代器

		iterator begin()
		{
			return _t.find_begin();
		}

		iterator end()
		{
			return  _t.find_end();
		}

4.find

iterator _find(const k& x)
		{
			return _t.Find(x);
		}

5.operator[]重载：

v& operator[](const k& key)
		{
			pair<iterator, bool> ret = _t.Insert(make_pair(key,v()));
			return ret.first->second;
		}

6.整体代码：

namespace sfpy {
	template<class k , class v , class transition = transition<k>>
	class myunmap {
	public:
		struct copy_map{
			const k& operator()(const pair<k,v>& x)
			{
				return x.first;
			}
		};

		typedef typename Hash_bucket::Hash<k, pair<k, v>, copy_map, transition>::_iterator iterator;

		//1.插入：
		bool Insert(const pair<k, v> x)
		{
			pair<iterator, bool> ret = _t.Insert(x);
			return ret.second;
		}

		bool insert(const pair<k, v> x)
		{
			return _t.insert(x);
		}

		//2.迭代器

		iterator begin()
		{
			return _t.find_begin();
		}

		iterator end()
		{
			return  _t.find_end();
		}

		//3.find()

		iterator _find(const k& x)
		{
			return _t.Find(x);
		}

		v& operator[](const k& key)
		{
			pair<iterator, bool> ret = _t.Insert(make_pair(key,v()));
			return ret.first->second;
		}


	private:
		Hash_bucket::Hash<k,pair<k,v>, copy_map , transition> _t;
	};
}

7.补充代码：

1.我们知道在unordered_set和unordered_map中key值是不可以被修改的。
2.我们上面的代码是可以修改key值就是一个比较离谱的事情。
3.封装unordered_map和unordered_set对key的类型进行加const。

namespace sfpy {
	template<class k , class v , class transition = transition<k>>
	class myunmap {
	public:
		struct copy_map{
			const k& operator()(const pair<const k,v>& x)
			{
				return x.first;
			}
		};

		typedef typename Hash_bucket::Hash<k, pair<const k, v>, copy_map, transition>::_iterator iterator;

		//1.插入：
		bool Insert(const pair<const k, v> x)
		{
			pair<iterator, bool> ret = _t.Insert(x);
			return ret.second;
		}

		bool insert(const pair<const k, v> x)
		{
			return _t.insert(x);
		}

		//2.迭代器

		iterator begin()
		{
			return _t.find_begin();
		}

		iterator end()
		{
			return  _t.find_end();
		}

		//3.find()

		iterator _find(const k& x)
		{
			return _t.Find(x);
		}

		 v& operator[](const k& key)
		{
			pair<iterator, bool> ret = _t.Insert(make_pair(key,v()));
			return ret.first->second;
		}


	private:
		Hash_bucket::Hash<k,pair<const k, v>, copy_map , transition> _t;
	};
}

3.HashTable

1.map和set去封装同一个哈希表。
2.模板：template<class k , class T, class copy, class trans>
3.copy类重载了operator()做键值的获取。
4.trans是一个类型转换，比如说string转化为一个size_t类型方便下标的使用。

1.find查找：

1.返回查找到的数据的节点或者空指针。
2.数据计算下表并且遍历单链表找到节点返回节点指针。
3.找不到节点就返回nullptr

Node* find(const k& fd)
		{
			trans up;
			copy kot;

			size_t i = up(fd) % _hash.size();
			Node* cur = _hash[i];
			while (cur)
			{
				if ((up(kot(cur->_date))) == up(fd))
					return cur;
				cur = cur->_next;
			}

			return nullptr;
		}

2.迭代器：

1.基本结构：

1.迭代器肯定需要封装数据的节点。
2.封装数据的节点够吗？不够！
3.只封装数据的节点重载++在一个单链表的数据还可以，但是进行链表的跳转就无法实现了。
4.考虑封装一个哈希表到迭代器中。
5.迭代器和哈希表会相互封装(上面的类找不到下面的)—>模板+声明放到上面的那个类的上面。

struct unorderediterator
	{
		typedef Hash_Node<T> Node;
		typedef Hash<k, T, copy, trans> HT;
		typedef unorderediterator<k, T, copy, trans> self;

		HT* _Hash;
		Node* _node;

		unorderediterator(HT* hash, Node* x)
			:_Hash(hash)
			, _node(x)
		{}
	};
2.operator++

1,情况一：当前节点的下一个不是空直接修改迭代器中节点的内容_node = cur->next
2.情况二：当前节点的下一个是空，求当前单链表所在节点的哈希下表使用节点访问数据进行计算，找到下标之后哈希表向后进行遍历。
2-1：找到一个不是空的就进行_node的修改。
2-2：找不到，表示哈希表一直向后进行遍历到结尾都是空指针。

//主要是要去找节点：
		self operator++()
		{
			trans kot;
			copy up;

			//1.情况一：当前节点有下一个节点：
			if (_node->_next != nullptr)
				_node = _node->_next;
			//2.哈希位置的跳转：
			else
			{
				size_t hashi = kot(up(_node->_date)) % _Hash->_hash.size();
				hashi++;

				while (hashi < _Hash->_hash.size())
				{
					if (_Hash->_hash[hashi])
					{
						_node = _Hash->_hash[hashi];
						break;
					}
					hashi++;
				}

				if (hashi == _Hash->_hash.size())
					_node = nullptr;
			}
			return *this;
		}
3.整体代码：

	//迭代器：
	template<class k, class T, class copy, class trans>
	struct unorderediterator
	{
		typedef Hash_Node<T> Node;
		typedef Hash<k, T, copy, trans> HT;
		typedef unorderediterator<k, T, copy, trans> self;

		HT* _Hash;
		Node* _node;

		unorderediterator(HT* hash, Node* x)
			:_Hash(hash)
			, _node(x)
		{}


		T& operator*()
		{
			return _node->_date;
		}

		T* operator->()
		{
			return &(_node->_date);
		}

		bool operator!=(const self& bitter)//self* bitter
		{
			//比较哈希表中的vector不是iterator？
			//迭代器==哈希+节点 比较迭代器的地址还是节点的地址？
			if (this->_node == bitter._node)
				return false;

			return true;
		}

		//主要是要去找节点：
		self operator++()
		{
			trans kot;
			copy up;

			//1.情况一：当前节点有下一个节点：
			if (_node->_next != nullptr)
				_node = _node->_next;
			//2.哈希位置的跳转：
			else
			{
				size_t hashi = kot(up(_node->_date)) % _Hash->_hash.size();
				hashi++;

				while (hashi < _Hash->_hash.size())
				{
					if (_Hash->_hash[hashi])
					{
						_node = _Hash->_hash[hashi];
						break;
					}
					hashi++;
				}

				if (hashi == _Hash->_hash.size())
					_node = nullptr;
			}
			return *this;
		}

	};

3.插入：

1.bool返回的插入：

1.正常插入：通过key计算下标值。
2.当前Hash[hashi]中已经有数据进行头插操作。
3.当前Hash[hashi]中没有有数据就修改hash[hashi]值。
4.负载因子到1就需要进行扩容操作，负载因子=单链表个数/hash.size()
5.创建一个新的大小为当前哈希表的两倍，遍历原来的链表有key求下标的方法重新进行原来数据的移动，节约了时间，结尾和_node进行哈希表的交换。

bool insert(const T& x)
		{

			copy kot;
			trans up;

			//1.调find函数去查一下当前要插入的数据是否已经存在
			if (find(kot(x)))
				return false;

			//1.计算平衡因子：
			if (_num == _hash.size())
			{
				vector<Node*> newhash(_hash.size() * 2, nullptr);
				for (int i = 0; i < _hash.size(); i++)
				{
					Node* cur = _hash[i];
					while (cur)
					{
						Node* next = cur->_next;
						// 头插到新表
						size_t hashi = up(kot(cur->_date)) % (_hash.size() * 2);
						cur->_next = newhash[hashi];
						newhash[hashi] = cur;

						cur = next;
					}

					_hash[i] = nullptr;
				}
				_hash.swap(newhash);
			}
			else
			{
				//1.正常插入
				size_t hashi = up(kot(x)) % _hash.size();
				Node* newnode = new Node(x);

				//1-1:_hash[hashi]==nullptr 直接插入节点：
				newnode->_next = _hash[hashi];
				_hash[hashi] = newnode;
				_num++;

				return true;
			}
			return false;
		}

		Node* find(const k& fd)
		{
			trans up;
			copy kot;

			size_t i = up(fd) % _hash.size();
			Node* cur = _hash[i];
			while (cur)
			{
				if ((up(kot(cur->_date))) == up(fd))
					return cur;
				cur = cur->_next;
			}

			return nullptr;
		}
2.重载operator[]实现的重载unordered_map独有：

1,重载operator[]一定需要pair<iterator,bool>的插入返回。
2.operator[]不存在就插入，存在就返回value的引用可以进行修改。
3.ret.second 为false表示已经插入过对应的key值。
4.ret.second 为true表示没有插入过对应的key值这一次刚刚插入数据。
5.优化了一个find的查找返回迭代器类型的数据方便pair<iterator,bool>返回。

pair <_iterator, bool> Insert(const T& x)
		{
			copy kot;
			trans up;

			//1.调find函数去查一下当前要插入的数据是否已经存在
			if (Find(kot(x))._node)
				return make_pair(Find(kot(x)),false);

			//1.计算平衡因子：
			if (_num == _hash.size())
			{
				vector<Node*> newhash(_hash.size() * 2, nullptr);
				for (int i = 0; i < _hash.size(); i++)
				{
					Node* cur = _hash[i];
					while (cur)
					{
						Node* next = cur->_next;
						// 头插到新表
						size_t hashi = up(kot(cur->_date)) % (_hash.size() * 2);
						cur->_next = newhash[hashi];
						newhash[hashi] = cur;

						cur = next;
					}

					_hash[i] = nullptr;
				}
				_hash.swap(newhash);
			}
			else
			{
				//1.正常插入
				size_t hashi = up(kot(x)) % _hash.size();
				Node* newnode = new Node(x);

				//1-1:_hash[hashi]==nullptr 直接插入节点：
				newnode->_next = _hash[hashi];
				_hash[hashi] = newnode;
				_num++;

				return make_pair(_iterator(this,newnode), true);
			}
			return make_pair(_iterator(this,nullptr),false);
		}
		_iterator Find(const k& fd)
		{
			trans up;
			copy kot;

			size_t i = up(fd) % _hash.size();
			Node* cur = _hash[i];
			while (cur)
			{
				if ((up(kot(cur->_date))) == up(fd))
					return _iterator(this, cur);
				cur = cur->_next;
			}

			return _iterator(this,nullptr);
		}

#pragma once

#include<iostream>
#include<string>
#include<vector>

using namespace std;

template<class T>
struct transition
{
	size_t operator()(const T& x)
	{
		return x;
	}
};

//1.string -> string
template<>
struct transition<string>
{
	size_t operator()(const string& x)
	{
		//1.可以计算string字符串的asia码的和并且每次*131降低哈希冲突：
		size_t sum = 0;
		for (auto& e : x)
		{
			sum += (e * 131);
		}
		return sum;
	}
};

namespace Hash_bucket
{
	template<class T>
	struct Hash_Node {
		typedef Hash_Node Node;
		Hash_Node(T x = T())
			:_date(x)
			,_next(nullptr)
		{}

		T _date;
		Node* _next;
	};

	//T() ---> int
	//T() ---> pair<int,int> pair类型：

	//哈希表和迭代器相互包含需要声明迭代器到哈希表的前面：
	//类模板的声明需要模板+struct/class + 类名：

	template<class k, class T, class copy, class trans>
	struct unorderediterator;

	template<class k , class T, class copy, class trans>
	class Hash {

		template<class K, class T, class copy, class Hash>
		friend struct unorderediterator;

	public:
		typedef Hash_Node<T> Node;
		typedef unorderediterator<k, T, copy, trans> _iterator;

		Hash(size_t n = 10)
		{
			_hash.resize(n,nullptr);
			_num = 0;
		}

		pair <_iterator, bool> Insert(const T& x)
		{
			copy kot;
			trans up;

			//1.调find函数去查一下当前要插入的数据是否已经存在
			if (Find(kot(x))._node)
				return make_pair(Find(kot(x)),false);

			//1.计算平衡因子：
			if (_num == _hash.size())
			{
				vector<Node*> newhash(_hash.size() * 2, nullptr);
				for (int i = 0; i < _hash.size(); i++)
				{
					Node* cur = _hash[i];
					while (cur)
					{
						Node* next = cur->_next;
						// 头插到新表
						size_t hashi = up(kot(cur->_date)) % (_hash.size() * 2);
						cur->_next = newhash[hashi];
						newhash[hashi] = cur;

						cur = next;
					}

					_hash[i] = nullptr;
				}
				_hash.swap(newhash);
			}
			else
			{
				//1.正常插入
				size_t hashi = up(kot(x)) % _hash.size();
				Node* newnode = new Node(x);

				//1-1:_hash[hashi]==nullptr 直接插入节点：
				newnode->_next = _hash[hashi];
				_hash[hashi] = newnode;
				_num++;

				return make_pair(_iterator(this,newnode), true);
			}
			return make_pair(_iterator(this,nullptr),false);
		}
		_iterator Find(const k& fd)
		{
			trans up;
			copy kot;

			size_t i = up(fd) % _hash.size();
			Node* cur = _hash[i];
			while (cur)
			{
				if ((up(kot(cur->_date))) == up(fd))
					return _iterator(this, cur);
				cur = cur->_next;
			}

			return _iterator(this,nullptr);
		}


		bool insert(const T& x)
		{

			copy kot;
			trans up;

			//1.调find函数去查一下当前要插入的数据是否已经存在
			if (find(kot(x)))
				return false;

			//1.计算平衡因子：
			if (_num == _hash.size())
			{
				vector<Node*> newhash(_hash.size() * 2, nullptr);
				for (int i = 0; i < _hash.size(); i++)
				{
					Node* cur = _hash[i];
					while (cur)
					{
						Node* next = cur->_next;
						// 头插到新表
						size_t hashi = up(kot(cur->_date)) % (_hash.size() * 2);
						cur->_next = newhash[hashi];
						newhash[hashi] = cur;

						cur = next;
					}

					_hash[i] = nullptr;
				}
				_hash.swap(newhash);
			}
			else
			{
				//1.正常插入
				size_t hashi = up(kot(x)) % _hash.size();
				Node* newnode = new Node(x);

				//1-1:_hash[hashi]==nullptr 直接插入节点：
				newnode->_next = _hash[hashi];
				_hash[hashi] = newnode;
				_num++;

				return true;
			}
			return false;
		}

		Node* find(const k& fd)
		{
			trans up;
			copy kot;

			size_t i = up(fd) % _hash.size();
			Node* cur = _hash[i];
			while (cur)
			{
				if ((up(kot(cur->_date))) == up(fd))
					return cur;
				cur = cur->_next;
			}

			return nullptr;
		}

		bool erase(const T& fd)
		{
			trans kot;
			copy up;

			size_t i = kot(up(fd)) % _hash.size();
			Node* cur = _hash[i];
			Node* prev = nullptr;
			while (cur)
			{
				if (up(cur->_date) == fd)
				{
					if (prev == nullptr)
					{
						_hash[i] = cur->_next;
					}
					else
					{
						prev->_next = cur->_next;
						
					}
					return true;
				}
				prev = cur;
				cur = cur->_next;
			}
			return false;
		}

		void Some()
		{
			size_t bucketSize = 0;
			size_t maxBucketLen = 0;
			size_t sum = 0;
			double averageBucketLen = 0;

			for (size_t i = 0; i < _hash.size(); i++)
			{
				Node* cur = _hash[i];
				if (cur)
				{
					++bucketSize;
				}

				size_t bucketLen = 0;
				while (cur)
				{
					++bucketLen;
					cur = cur->_next;
				}

				sum += bucketLen;

				if (bucketLen > maxBucketLen)
				{
					maxBucketLen = bucketLen;
				}
			}

			averageBucketLen = (double)sum / (double)bucketSize;

			//平衡因子
			printf("load factor:%lf\n", (double)_num / _hash.size());
			//表长度：
			printf("all bucketSize:%d\n",_hash.size());
			//桶的个数：
			printf("bucketSize:%d\n", bucketSize);
			//最长的桶的长度
			printf("maxBucketLen:%d\n", maxBucketLen);
			//平均桶长度
			printf("averageBucketLen:%lf\n\n", averageBucketLen);
		}

		//找开始的节点：
		_iterator find_begin()
		{
			for (int i = 0; i < _hash.size(); i++)
			{
				if (_hash[i])
				{
					return _iterator(this, _hash[i]);
				}
			}
			return  _iterator(this, nullptr);
		}

		_iterator find_end()
		{
			return  _iterator(this, nullptr);
		}

	private:
		//指针数组：
		vector<Node*> _hash;
		size_t _num;
	};


	//迭代器：
	template<class k, class T, class copy, class trans>
	struct unorderediterator
	{
		typedef Hash_Node<T> Node;
		typedef Hash<k, T, copy, trans> HT;
		typedef unorderediterator<k, T, copy, trans> self;

		HT* _Hash;
		Node* _node;

		unorderediterator(HT* hash, Node* x)
			:_Hash(hash)
			, _node(x)
		{}


		T& operator*()
		{
			return _node->_date;
		}

		T* operator->()
		{
			return &(_node->_date);
		}

		bool operator!=(const self& bitter)//self* bitter
		{
			//比较哈希表中的vector不是iterator？
			//迭代器==哈希+节点 比较迭代器的地址还是节点的地址？
			if (this->_node == bitter._node)
				return false;

			return true;
		}

		//主要是要去找节点：
		self operator++()
		{
			trans kot;
			copy up;

			//1.情况一：当前节点有下一个节点：
			if (_node->_next != nullptr)
				_node = _node->_next;
			//2.哈希位置的跳转：
			else
			{
				size_t hashi = kot(up(_node->_date)) % _Hash->_hash.size();
				hashi++;

				while (hashi < _Hash->_hash.size())
				{
					if (_Hash->_hash[hashi])
					{
						_node = _Hash->_hash[hashi];
						break;
					}
					hashi++;
				}

				if (hashi == _Hash->_hash.size())
					_node = nullptr;
			}
			return *this;
		}
	};
}

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