unoredered_mapunordered_set封装

news2024/9/22 13:42:10

各层封装关系

封装时细节/tips

Rfr Ptr用来constiterator

//HTIterator 模板
template<class K, class T, class Ptr, class Rfr, class KeyOfT, class Hash>
class HTIterator

//普通Iterator类 & const_iterator类
typedef HTIterator<K, T, T*, T&, KeyOfT, Hash> Iterator;
typedef HTIterator<K, T, const T*, const T&, KeyOfT, Hash> ConstIterator;

hashtable中必须写const Begin & const End   ，因为cosntiterator和iterator是两个不同的类，不可自动转换

//错误， iterater & const_iterator不是同一类， 也没有强转函数， 不可转化
bit::HashTable<string, pair<string, string>>::ConstIterator it = ss.Begin();

//正确， 类型匹配
bit::HashTable<string, pair<string, string>>::ConstIterator it = ss.cBegin();

因子比较记得转成小数

//错误， 两整数相除， 结果还是整数， 误差较大
if (_n / _tables.size() >= 1)//扩容

//正确
if (double(_n) / _tables.size() >= 1)//扩容

HTIterator 构造函数， _ptr不可const， _pht 一定要const 为了 constiterator 初始化（传递 const this，要用 const hashtable类接收）

//iterator构造函数
HTIterator(HashNode<T>* p, const HashTable<K, T, KeyOfT, Hash>* pht):
	_ptr(p),
	_pht(pht)
{}

//iterator成员类型
HashNode<T>* _ptr = nullptr;
const HashTable<K, T, KeyOfT, Hash>* _pht;

函数名后的const只修饰this指针

在类中，const成员函数只能调用const成员函数，因为this指针存在

但可以调用非成员函数的非const函数（在保证不权限放大情况下）

源代码：

代码库链接：daily-practice-code: 存放日常练习的代码， 包括网课内容练习， 各种容器/算法模拟实现， I/O好题等

main.cpp

#include "unordered_map.h"
#include "unordered_set.h"
using namespace std;

void test_hash_bucket()
{
	bit::HashTable<string, pair<string, string>> ss;
	ss.Insert(make_pair("1", "one"));
	ss.Insert(make_pair("2", "two"));
	ss.Insert(make_pair("3", "three"));
	ss.Insert(make_pair("4", "four"));
	ss.Insert(make_pair("5", "five"));
	ss.Insert(make_pair("6", "six"));
	ss.Insert(make_pair("7", "sevent"));
	ss.Insert(make_pair("8", "eight"));
	ss.Insert(make_pair("9", "nine"));
	ss.Insert(make_pair("10 ", "ten"));
	ss.Insert(make_pair("11", "eleven"));
	ss.Insert(make_pair("12", "twelve"));
	ss.Insert(make_pair("13", "thirteen"));
	bit::HashTable<string, pair<string, string>>::ConstIterator it = ss.cBegin();
	while (it != ss.cEnd())
	{
		cout << it->first << ":" << it->second << endl;
		++it;
	}
	cout << "hello unordered" << endl;
}

void test_unordered_map()
{
	bit::unordered_map<string, string> ss;
	ss["1"] = "one";
	ss["2"] = "two";
	ss["3"] = "three";
	ss.insert(make_pair("4", "four"));
	ss.insert(make_pair("5", "five"));
	ss.insert(make_pair("6", "six"));
	ss.insert(make_pair("7", "seven"));
	bit::unordered_map<string, string>::iterator it = ss.begin();
	cout << "before erase:" << endl;
	for (const auto& e: ss)
	{
		cout << e.first << ":" << e.second << endl;
	}
	cout << "fine(\" 2\")" << ":" << ss.find("2")->second << endl;
	it = ss.erase(it);
	cout << "after erase" << endl;
	while (it != ss.end())
	{
		cout << it->first << ":" << it->second << endl;
		++it;
	}

	cout << "ss.bucket_count() == " << ss.bucket_count() << endl;
	cout << "bucket_size(2) == " << ss.bucket_size("2") << endl;
	cout << "hello unordered_map" << endl;
}

void test_unordered_set()
{
	bit::unordered_set<int> ss;
	ss.insert(1);
	ss.insert(2);
	ss.insert(3);
	ss.insert(4);
	ss.insert(5);
	ss.insert(6);
	ss.insert(7);
	ss.insert(8);
	ss.insert(9);
	ss.insert(10);
	ss.insert(11);
	bit::unordered_set<int>::iterator it = ss.begin();
	cout << "before erase:" << endl;
	for (const auto& e : ss)
	{
		cout << e << endl;
	}
	cout << "fine(\" 2\")" << ":" << *(ss.find(2)) << endl;
	it = ss.erase(it);
	cout << "after erase begin" << endl;
	while (it != ss.end())
	{
		cout<<(*it)<< endl;
		++it;
	}

	cout << "ss.bucket_count() == " << ss.bucket_count() << endl;
	cout << "bucket_size(2) == " << ss.bucket_size(2) << endl;
	cout << "successful, unordered_set" << endl;
}

int main()
{
	//test_hash_bucket();
	//test_unordered_map();
	test_unordered_set();
	return 0;
}

unordered_map.h

#include "hash_bucket.h"


namespace bit
{
	
	// unordered_map中存储的是pair<K, V>的键值对，K为key的类型，V为value的类型，HF哈希函数类型
	// unordered_map在实现时，只需将hashbucket中的接口重新封装即可
	template<class K, class V, class HF = HashFunc<K>>
	class unordered_map
	{
		
		// 通过key获取value的操作
		struct KeyOfValue
		{
			const K& operator()(const pair<K, V>& data)
			{
				return data.first;
			}
		};
		typedef bit::HashTable<K, pair<K, V>, KeyOfValue, HF> HT;
	public:
		typedef typename HT::Iterator iterator;
		typedef typename HT::ConstIterator const_iterator;
	public:
		unordered_map() : _ht()
		{}
		
		iterator begin() { return _ht.Begin(); }
		iterator end() { return _ht.End(); }
		
		// capacity
		size_t size()const { return _ht.size(); }
		bool empty()const { return _ht.empty(); }
		///
		// Acess
		V& operator[](const K& key)
		{
			pair<iterator, bool> ret = _ht.InsertUnique(pair<K, V>(key, V()));
			return ret.first->second;
		}
		const V& operator[](const K& key)const
		{
			pair<iterator, bool> ret = _ht.InsertUnique(pair<K, V>(key, V()));
			return ret.fisrt->second;
		}
		//
		// lookup
		iterator find(const K& key) { return _ht.Find(key); }
		size_t count(const K& key) { return _ht.Count(key); }
		/
		// modify
		pair<iterator, bool> insert(const pair<K, V>& valye)
		{
			return _ht.InsertUnique(valye);
		}

		iterator erase(iterator position)
		{
			return _ht.Erase(position);
		}
		
		// bucket
		size_t bucket_count() { return _ht.UnemptyBucketCount(); }
		size_t bucket_size(const K& key) { return _ht.BucketSize(key); }
	private:
		HT _ht;
	};
}

unoredered_set.h

#pragma once
#include "hash_bucket.h"

namespace bit
{
	

	// unordered_set中存储的是K类型，HF哈希函数类型
	// unordered_set在实现时，只需将hashbucket中的接口重新封装即可
	template<class K, class HF = HashFunc<K>>
	class unordered_set
	{
		// 通过key获取value的操作
		struct KeyOfValue
		{
			const K& operator()(const K& data)
			{
				return data;
			}
		};
		typedef bit::HashTable<K, K, KeyOfValue, HF> HT;
	public:
		typedef typename HT::Iterator iterator;
		typedef typename HT::ConstIterator const_iterator;
	public:
		unordered_set() : _ht()
		{}
		
		iterator begin() { return _ht.Begin(); }
		iterator end() { return _ht.End(); }
		
		// capacity
		size_t size()const { return _ht.size(); }
		bool empty()const { return _ht.empty(); }
		///
		// lookup
		iterator find(const K& key) { return _ht.Find(key); }
		size_t count(const K& key) { return _ht.Count(key); }
		/
		// modify
		pair<iterator, bool> insert(const K& value)
		{
			return _ht.InsertUnique(value);
		}

		iterator erase(iterator position)
		{
			return _ht.Erase(position);
		}
		
		// bucket
		size_t bucket_count() { return _ht.UnemptyBucketCount(); }
		size_t bucket_size(const K& key) { return _ht.BucketSize(key); }
	private:
		HT _ht;
	};
}

hash_bucket.h

#pragma once
#pragma once
#include <iostream>
#include <string>
#include <assert.h>
#include <vector>
using namespace std;

template <class T, class K>//默认pair
struct KOT
{
	K operator()(const T& kv)
	{
		return kv.first;
	}
};


template<class K>
struct HashFunc
{
	size_t operator()(const K& key)
	{
		return (size_t)key;
	}
};

// 哈希表中支持字符串的操作
template<>
struct HashFunc<string>
{
	size_t operator()(const string& key)
	{
		return stoi(key);
		size_t hash = 0;
		for (auto e : key)
		{
			hash *= 31;
			hash += e;
		}

		return hash;
	}
};

namespace bit
{
	template<class T>
	struct HashNode
	{
		T _data;
		HashNode<T>* _next;
		HashNode(const T& data)
			:_data(data)
			, _next(nullptr)
		{}
	};

	// 前置声明
	template<class K, class T, class KeyOfT, class Hash>
	class HashTable;

	template<class K, class T, class Ptr, class Rfr, class KeyOfT, class Hash>
	class HTIterator
	{
		typedef HTIterator<K, T, Ptr, Rfr, KeyOfT, Hash> Self;
	public:
		HTIterator(HashNode<T>* p, const HashTable<K, T, KeyOfT, Hash>* pht):
			_ptr(p),
			_pht(pht)
		{}
		Rfr operator*()
		{
			return _ptr->_data;
		 }
		Self operator++()
		{
			decltype(_ptr) cur = _ptr->_next;
			if (cur)//cur不为空
			{
				_ptr = cur;
				return Self(_ptr, _pht);
			}
			//cur为空
			size_t int_key = hash(kot(_ptr->_data));
			int_key %= _pht->_tables.size();
			int_key++;
			while (int_key < _pht->_tables.size())
			{
				if (_pht->_tables[int_key])//不为空
				{
					_ptr = _pht->_tables[int_key];
					return Self(_ptr, _pht);
				}
				int_key++;
			}
			_ptr = nullptr;
			return Self(nullptr, _pht);
		}
		Ptr operator->()
		{
			return &(_ptr->_data);
		 }

		bool operator==(const Self& other) const
		{
			return _ptr == other._ptr;
		}
		bool operator!=(const Self other) const
		{
			return _ptr != other._ptr;
		}

	private:
		HashNode<T>* _ptr = nullptr;
		const HashTable<K, T, KeyOfT, Hash>* _pht;
		Hash hash;
		KeyOfT kot;
	};

	// K 为 T 中key的类型
	// T 可能是键值对，也可能是K
	// KeyOfT: 从T中提取key
	// Hash将key转化为整形，因为哈市函数使用除留余数法
	template<class K, class T, class KeyOfT = KOT<T, K>, class Hash = HashFunc<K>>
	class HashTable
	{
		template<class K, class T,class Ptr, class Rfr, class KeyOfT, class Hash >
		friend class HTIterator;
		typedef HashNode<T> Node;
	public:
		typedef HTIterator<K, T, T*, T&, KeyOfT, Hash> Iterator;
		typedef HTIterator<K, T, const T*, const T&, KeyOfT, Hash> ConstIterator;

		HashTable()
		{
			_tables.resize(10, nullptr);
		}

		// 哈希桶的销毁
		~HashTable()
		{
			for (auto e : _tables)
			{
				while (e)
				{
					auto next = e->_next;
					delete e;
					e = next;
				}
			}
		}

		// 插入值为data的元素，如果data存在则不插入
		bool Insert(const T& data)
		{
			if (Find(kot(data))!= Iterator(nullptr, this)) return false;
			if (double(_n) / _tables.size() >= 1)//扩容
			{
				HashTable<K, T, KeyOfT, Hash> new_hash;
				new_hash._tables.resize(_tables.size() * 2);
				for (auto e : _tables)
				{
					while (e)
					{
						new_hash.Insert(e->_data);
						e = e->_next;
					}
				}
				_tables.swap(new_hash._tables);
				Insert(data);
				return true;
			}
			Node* ptr = new Node(data);
			int key = hash(kot(data));
			key %= _tables.size();
			ptr->_next = _tables[key];
			_tables[key] = ptr;
			_n++;
			return true;
		}

		pair<Iterator, bool> InsertUnique(const T& data)
		{
			if (Find(kot(data)) != Iterator(nullptr, this)) return make_pair(Find(kot(data)),false);
			if (double(_n) / _tables.size() >= 1)//扩容
			{
				HashTable<K, T, KeyOfT, Hash> new_hash;
				new_hash._tables.resize(_tables.size() * 2);
				for (auto e : _tables)
				{
					while (e)
					{
						new_hash.Insert(e->_data);
						e = e->_next;
					}
				}
				_tables.swap(new_hash._tables);
				
				return make_pair(InsertUnique(data).first, true);
			}
			Node* ptr = new Node(data);
			int key = hash(kot(data));
			key %= _tables.size();
			ptr->_next = _tables[key];
			_tables[key] = ptr;
			_n++;
			return make_pair(Iterator(ptr, this), true);
		}

		// 在哈希桶中查找值为key的元素，存在返回true否则返回false
		Iterator Find(const K& key)
		{
			int int_key = hash(key);
			int_key %= _tables.size();
			auto ptr = _tables[int_key];
			while (ptr)
			{
				if (kot(ptr->_data) == key) return Iterator(ptr, this);
				ptr = ptr->_next;
			}
			return Iterator(nullptr, this);
		}

		// 哈希桶中删除key的元素，删除成功返回true，否则返回false
		pair<Iterator, bool> Erase(const K& key)
		{
			if (Find(key)== End()) return make_pair(Iterator(nullptr, this), false);//找不到key
			//存在key
			int int_key = hash(key);
			int_key %= _tables.size();
			auto ptr = _tables[int_key];
			Node* prev = ptr;
			while (ptr)
			{
				if (kot(ptr->_data) == key)
				{//ptr为要删除结点
					if (prev == ptr)//ptr为头节点
					{
						_tables[int_key] = ptr->_next;
					}
					else prev->_next = ptr->_next;
					Iterator it(ptr, this);
					++it;
					delete ptr;
					_n--;
					return make_pair(it, true);
				}
				prev = ptr;
				ptr = ptr->_next;
			}
			//找不到删除节点
			return make_pair(Iterator(nullptr, this), false);
		}

		Iterator Erase(Iterator it)
		{
			return Erase(kot(*it)).first;
		}

		size_t size() const
		{
			return size_t(_n);
		}

		bool empty() const
		{
			return _n == 0;
		}

		size_t Count(const K& key) 
		{
			size_t ret = 0;
			Iterator it = Begin();
			while (it != End())
			{
				if (it->first == key)
				{
					ret++;
				}
				++it;
			}
			return ret;
		}

		size_t TotalBucketCount()
		{
			return _tables.size();
		}

		size_t UnemptyBucketCount()
		{
			size_t ret = 0;
			for (const auto& e : _tables)
			{
				if (e) ++ret;
			}
			return ret;
		}

		size_t BucketSize(const K& key)
		{
			int int_key = hash(key);
			Node* cur = _tables[int_key];
			size_t ret = 0;
			while (cur)
			{
				ret++;
				cur = cur->_next;
			}
			return ret;
		}

		Iterator Begin()
		{
			int cur = 0;
			while (cur < this->_tables.size())
			{
				if (_tables[cur])
				{
					return Iterator(_tables[cur], this);
				}
				cur++;
			}
			return End();
		}

		ConstIterator cBegin() const
		{
			int cur = 0;
			while (cur < this->_tables.size())
			{
				if (_tables[cur])
				{
					return ConstIterator(_tables[cur], this);
				}
				cur++;
			}
			return cEnd();
		}

		Iterator End()
		{
			return Iterator(nullptr, this);
		}

		ConstIterator cEnd() const
		{
			return ConstIterator(nullptr, this);
		}

		void Print(const string& str = "")
		{
			cout << str << endl;
			for (auto e : _tables)
			{
				while (e)
				{
					cout << e->_data.first << ":" << e->_data.second << endl;
					e = e->_next;
				}
			}
		}

	private:
		vector<Node*> _tables;  // 指针数组
		size_t _n = 0;			// 表中存储数据个数
		KeyOfT kot;
		Hash hash;
	};
}

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安装nvm、node、npm 安装node 18 &#xff0c;最简单的办法是使用nvm&#xff0c;就不用手动安装了&#xff0c;那么就得先安装nvm。 NVM 是Node Version Manager&#xff0c;用于管理 Node.js 版本。你设备上的不同项目可能使用不同版本的 Node.js。通过 nvm&#xff0c;用户…
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Redis | 非关系型数据库Redis的初步认识

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本节内容相对理论&#xff0c;着重看基础通用命令这一节 Redis 非关 kv型{字典} 概念应用ubuntu安装配置 windows添加密码 可能问题【ubuntu】远程连接 基础通用命令 ⭐ 概念 特点&#xff1a; 1、开源的&#xff0c;使用C编写&#xff0c;基于内存且支持持久化 2、没有表 支持…
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