C++【unordered_map/set的底层实现-哈希表】—含有源代码

前言

前面讲了STL中的map和set容器以及封装实现,虽然它们的查找效率是O(logN),但是当红黑树中的节点非常多时,因为红黑树不是严格平衡,树的高度可能变得很大,就是一变高一边低的情况,这会导致查询操作的时间复杂度变为O(N),所以后面就出现了四个unordered系列的关联式容器,最常用的是unordered_map和unordered_set。

一、unordered_map/unordered_set容器

(1)unordered_map容器介绍及使用

unordered_map容器介绍:
它是以存储<key, value>键值对的方式去存储数据,可以高效地根据单个key值遭到对应的value。key是唯一的,kay和value的类型可以不相同。 另外,它存储元素是没有顺序的,它根据key的哈希值,相同哈希值的键值对放在相同的桶中,所以单个查找很高效,是在常数范围内,但它要查询某一范围内的key值在时要比map效率低,为什么?
因为它内部元素的排列顺序是不稳定的,这使得它的迭代器不能支持对元素子集进行稳定的顺序遍历,或者说它的迭代顺序是不可预测的,比如想遍历所有成绩等于某一值的学生,可以找到,因为它内部的哈希表不支持元素的稳定排序,因此找到的学生的顺序是不可预测的。
unordered_map也实现了直接访问操作符即operator[],它允许使用key作为参数直接访问value。而且key是不允许被修改,元素值可以被修改。
最重要的一点:它们的值是通过其键的相对位置来找,并不是绝对位置
接口使用:
构造:

构造一个空容器:
unordered_map<string, char> mp1;
拷贝构造一个容器:
unordered_map<string, char> mp2(mp1);
使用迭代器区间构造一个容器:
unordered_map<string, char> mp2(mp1.begin(), mp1.end());

接口函数:

bool empty() const:检测是否为空
size_t size() const:获取有效元素个数
begin:返回unordered_map第一个元素的迭代器位置
end:返回unordered_map最后一个元素下一个位置的迭代器
cbegin:返回unordered_map第一个元素的const迭代器
cend:返回unordered_map最后一个元素下一个位置的const迭代器
iterator find(const K& key):返回key在哈希桶中的位置
size_t count(const K& key) :返回哈希桶中关键码为key的键值对的个数
insert:向容器中插入键值对
erase:删除容器中的键值对
void clear :清空容器中的有效元素个数
void swap(unordered map&):交换两个容器中的元素

元素访问:

operator[ ] 返回与key对应的value,没有一个默认值

简单介绍一下[ ]的重载,该函数实际调用哈希桶的插入操作,用参数key与V()构造一个默认值向底层哈希桶中插入,后面的哈希桶在后面说。如果key不在哈希桶中,插入成功,返回V(),若key已经在哈希桶中,插入失败,将key对应的value返回。和map实现的[]一样。
接口使用:

begin:获取容器中第一个元素的正向迭代器
end:获取容器中最后一个元素下一个位置的正向迭代器
insert:插入指定元素
erase:删除指定元素
find:查找指定元素
size:获取容器中元素的个数
clear:清空容器
swap:交换两个容器中的数据
count:获取容器中指定元素值的元素个数

(2)unordered_set容器介绍及使用

unordered_set容器:
它不再以键值对方式去存储数据,变成了直接存储,没有重复元素,且不会对内部存储的数据进行排序,平均时间复杂度为常数。unordered_set中元素的值也是唯一标识它的键,键不可改变,所以它里面的元素在容器不能被修改。
同样:它们的值是通过其键的相对位置来找,并不是绝对位置

(3)它们和map/set对比

unordered_map和unordered_set以及map和set,都是不允许插入重复的元素的,当尝试插入一个已经存在于容器中的关键字或元素时,它们都不会插入成功。unordered_map和map可以允许插入多个元素值相同,但键(key)不同的元素。
unordered_map/unordered_set和map/set区别
1、实现不同:前者底层是用哈希表实现的,后者使用红黑树实现
2、性能不同:前者不按键值排序,插入时间复杂度是O(logN),查找时间复杂度是O(1),后者按键值排序,插入时间是Olog(logN),查找时间复杂度是O(logN)

二、容器底层结构

(1)哈希表概念

哈希背景:
前面也提到过,平衡树查找效率一般为O(logN),红黑树如果发生大两插入有可能退化为O(logN),而且顺序查找时间复杂度为O(N),这是因为元素关键码与存储位置之间没有对应关系,因此在查找一个元素时,必须要经过key的多次比较,搜索的效率取决于查找过程中元素的比较次数,现在要使查找效率更高效,找到了一种更优的结构,能一次找到要查找的元素并不经过任何比较,使复杂度为O(1),而这种结构叫哈希表。
哈希表概:通过某种函数使元素的存储位置与它的关键码之间能够建立一 一映射的关系,那在查找时通过该函数可以很快找到该元素(就像数组一样通过下标找到元素,只不过这里的下标是绝对位置)这种方法叫哈希方法,哈希方法中用的转换函数称为哈希函数或散列函数,构造出来的结构叫哈希表
哈希本质就上一种映射的算法思想,是一种转换。
unordered系列的关联式容器效率高的原因,是因为其底层使用了哈希结构,哈希表的关键字是通过哈希函数计算得到的,并且哈希函数是将关键字映射到一个桶中,桶中的元素通过链表或其他数据结构连接起来。
**哈希表举例:**例如:数据集合{11,17,16,14,15,19};
哈希函数设置为:hash(key) = key % capacity; capacity为存储元素底层空间总的大小。如下图:
在这里插入图片描述
2种常见的哈希函数:
直接定址法
取关键字的某个线性函数为散列地址:Hash(Key)= A*Key + B
优点简单、均匀,但去欸但需要事先知道关键字的分布情况,适合查找比较小且连续的情况。
2. 除留余数法
设散列表中允许的地址数为m,取一个不大于m,但最接近或者等于m的质数p作为除数,按照哈希函数:Hash(key) = key% p(p<=m),将关键码转换成哈希地址。可以节省空间。

(2)哈希冲突

但是对于上面的哈希表,如果要存的元素是1,7就会发生冲突,它们映射到一同个位置,就发生冲突,这种冲突叫哈希冲突或哈希碰撞,含义是不同关键字通过相同哈希哈数计算出相同的哈希地址。

(3)解决哈希冲突

解决哈希冲突的方法有两种方法,分别为闭散列和开散列。
闭散列:
闭散列也叫开放定址法,当有哈希冲突时,如果哈希表未被填满,说明在哈希表中必然还有空位置,这样可以把key存放到冲突位置中的“下一个” 空位置中去,这里下一个带引号,表示并不是相邻的,因为相邻也可能有元素。
也就是说在自己的开放空间去找下一个位置,如果去找?
一种思路叫线性探测,这种方法很暴力,从当前位置往后去找,直到寻找到下一个空位置为止。但是一些相邻聚集位置连续冲突容易形成踩踏,踩踏就是访问别人的位置。可以这样减少踩踏:如果·哈希函数是hash=Key%len,计算出后+i(i>=1,1,2,3…)也可以+i^2(i>=1,1,2,3…),但是二次探测还是不能解决踩踏。
如果插入的时候,先通过哈希函数获取插入新元素在哈希表中的位置,然后如果该位置中没有元素,就插入新元素,反之发生哈希冲突,使用线性探测找到下一个空位置,插入新元素。如图:
在这里插入图片描述

如果删除,在闭散列方法种不能随意删除哈希表中已有的元素,若直接删除元素会影响其他元素的搜索。比如删除元素17,如果直接删除掉,7查找起来可能会受影响,所以线性探测采用标记的伪删除法来删除一个元素。比如在哈希表给每个空间做个标记,增加一种枚举类型表示三种状态:enum State{EMPTY, EXIST, DELETE};含义:EMPTY此位置空, EXIST此位置已经有元素, DELETE元素已经删除。

开散列:
开散列法又叫链地址法或开链法,这是解决哈希冲突的最优方法,首先对key集合用散列函数计算散列地址,具有相同地址的key归于同一子集合,每一个子集合叫做一个桶,各个桶中的元素通过一个单链表链接起来,各链表的头结点存储在哈希表中。如下图:
在这里插入图片描述

三、闭散列模拟实现

我们先要key和存储位置建立关联关系。我们采用线性探测就是依次找后面的位置存储。

(1)节点

#include<vector>
namespace nza
{
    
    
	enum State
	{
    
    
		EMPTY,
		EXIST,
		DELETE
	};

	template<class K, class V>
	struct HashData
	{
    
    
		pair<K, V> _kv;
		State _state = EMPTY;
	};
	template<class K, class V>
	class HashTable
	{
    
    
	private:
		vector<HashData<K,V>>_tables;
		size_t _n;

	};

}

需要enum,每个存储位置的标识符,
再来个结点,存数据的节点和状态,转台初始化为空
我们用vector来存hash节点,这样也方便扩容。
_n 表示存储数据的个数

(2)插入

bool Insert(const pair<K, V>& kv)
		{
    
    
			if (find(kv.first))
				return false;

			if (_tables.size() == 0 || _n * 10 / _tables.size() >= 7)
			{
    
    
				size_t newsize = _tables.size() == 0 ? 10 : _tables.size() * 2;
				HashTable<K, V> newt;
				newt._tables.resize(newsize);

					for (auto& data : _tables)
					{
    
    
						if (data._state == EXIST)
						{
    
    
							newt.Insert(data._kv);
						}
					}
					_tables.swap(newt._tables);

			}
			size_t hashi = kv.first % _tables.size();
			size_t i = 1;
			size_t index = hashi;
			while (_tables[index]._state == EXIST)
			{
    
    
				index = hash + i;
				index %= _tables.size();
				++i;
			}
			_tables[index]._kv = kv;
			_tables[index]._state = EXIST;
			++_n;
			return true;
		}

开始的newsize是我们要扩容多少,看是否等同于0,如果等于0先给个初始值多少都是可以,

先看最下面的线性探测:我先算起始位置hashi,即存储位置,用hash函数通过key去计算,这里我们要不能用capacity,因为这里会越界,[]会去检查下表小于size,上面说_n是有效数据个数,而_n之外我们不能去访问,所以要%size,然后用while循环判断,如果等于EXIST说明有元素占着,就找下一个位置,如果找出的大于有效数据个数就绕回去,直接取模,找到了就填充元素,并把状态更新为EXIST。
再处理两个问题讲解上面的代码:
1、如果size为0,会崩溃;
哈希表冲突也会受到影响,冲突越多,效率越低,如果都满了,再来一个值冲突的概率极大。这就需要载荷因子α,反映了表满的程度,他表示不是满了才扩容,它等于填入表的元素/表长度,α越大表示冲突的可能型越大。我们设置它在0.7到0.8,如果超过了我们标定的值就扩容,注意一点如果用reserve扩容扩容量capacity的话,size没变而且表为空,扩不了,所以我们先定义一个newsize表示我们要扩容多少,看是否等同于0,如果等于0先给个初始值多少都是可以,否则按2两倍扩。
2、如果表满了,需要扩容,但是size变了映射关系要变。
因为扩容,映射关系变了,原来冲突的值可能不冲突了,原来不冲突的值可能冲突了,这时候需要开一块新的空间,重新建立映射关系,重新定义一个newtables,让然后遍历旧表重新计算,最后交换资源和原来的_tables交换,但是这样太麻烦,代码大量冗余。可以这样解决:可以复用,创建一个哈希表对象HashTable<K, V> newt;,在类里面可以访问私有,把_tables扩容,再遍历旧表,直接插入,插入的时候复用了线性探测那段代码,最后交换资源。这是用新的哈希表对象再调用insert,因为空间开好了直接去走线性探测的代码,这里不是this调,不是直接的递归。
最终返回true,再开始的时候先查找一下key的值在不在,如果为空没有就返回false。

(3)删除

bool Erase(const K& key)
		{
    
    
			HashNode<K, V>* ret = find(key);
			if (ret)
			{
    
    
				ret->_state = DELETE;
				return true;
			}
			else
			{
    
    
				return false;
			}

		}

前面提到过需要标记一种状态,删除某一个位置,需要先通过key找到对应的存储位置去查找,第一次的时候可能不是,然后继续后找,找到后需要把设置为删除(delete)状态,因为查找是从映射位置开始找,直到空结束,如果删除了还是空会提前结束就不到了,所以我们如果成功查找才把它设置为delete状态并啊减减_n,然后返回真,否则返回假。

(4)查找

HashNode<K, V>* Find(const K& key)
		{
    
    
			if (_tables.size() == 0)
			{
    
    
				return nullptr;
			}
			size_t hashi = key % _tables.size();
			size_t i = 1;
			size_t index = hashi;
			while (_tables[index]._state != EMPTY)
			{
    
    
				if (_tables[index]._state==EXIST&&_tables[index]._kv.first == key)
				{
    
    
					return &_tables[index];
				}
				index = hashi + i;
				index %= _tables.size();
				++i;
				if (index == hashi)
				{
    
    
					break;
				}
			}
			return nullptr;
		}

为了防止除0错误先判断一下有没有有效数据,如果为0直接返回空,接着先计算key的存储位置,如果这个位置不为空,那么就进while循环找,如果找到了返回节点的地址,但是这里还要考虑删除,因为如果之前删除一个数,只是把这个位置标记为DELETE,它还是在的,如果下次去找的时候它还是返回我们已经删除的那个地址,所以if判断里面要加一个状态是不是存在,存在且key找到了然后再返回节点地址,但是如果里面的状态是删除+存在,这样就会在while循环里面一直循环,所以在下面再加一个判断,如果index等于hashi说明走完了一圈没有找到,就break停止。

四、开散列模拟实现

在实践过程种,我们不太期望上面闭散列方式,不管是线性探测还是二次探测都不是很好,我们更喜欢用拉链法或哈希桶实现哈希表。
上面提到拉链法就是把冲突的元素使用链式结构把它们挂起来。

(1)节点

template<class K,class V>
	struct HashNode
	{
    
    
		pair<K, V>_kv;
		HashNode<K, V>* _next;
		HashNode(const pair<K,V>& kv)
			:_next(nullptr)
			,_kv(kv)
		{
    
    }
	};
	template<class K,class V>
	class HashTable
	{
    
    
	public:
	private:
		vector<Node*> _tables;
		size_t _n = 0;
	};

一样需要搞个节点,我们不用vecotr加list有些扩容细节不方便,我们用一个节点指针链接下一个节点和键值对存数据。哈希表类的私有成员用vector存节点指针,_n表示有效数据个数。相当于vector挂的是一个链表,里面存的是一个节点指针,有节点就挂起来,没有就是空。

(2)插入

bool Insert(const pair<K, V>& kv)
		{
    
    
			if (Find(kv.first))
				return false;

			if (_n == _tables.size())
			{
    
    
				size_t newsize = _tables.size() == 0 ? 10 : _tables.size() * 2;
				vector<Node*> newtables(newsize,nullptr);
				for (auto& cur : _tables)
				{
    
    
					while (cur)
					{
    
    
						Node* next = cur->_next;;
						size_t hashi = cur->_kv.first % newtables.size();
						cur->_next = newtables[hashi];
						newtables[hashi] = cur;
						cur = next;
					}
				}
				_tables.swap(newtables);
			}
			size_t hashi = kv.first % _tables.size();
			Node* newnode = new Node(kv);
			newnode->_next = _tables[hashi];
			_tables[hashi] = newnode;
			++_n;
			return true;
		}

先看最下面插入:
还是先计算存储位置hashi,然后我们头插,就是创建一个新节点,然后链接第一个节点,再把新插入的置为第一个节点。再更新_n。
同样也面两个问题:
我们还是要控制负载因子,负载因子越大,冲突概率越高,查找效率越低,空间利用率越高,这里设为1,也就是相等。扩容时和上面的逻辑一样,定义一个newsize表示我们要扩容多少,看是否等同于0,如果等于0先给个初始值多少都是可以,否则按2两倍扩。
因为扩容要解决重新映射的问题,在这里就不需要和上面一样定义一个哈希表对象再复用insert,因为还有优化的空间,因为上面又调了insert创建新节点,而且这里需要注意一点,把每个位置走完桶,过一会还要把原来的表释放掉,因为闭散列不需要写析构函数,它会自动释放,而这里的vecotr也会自动释放,但是不会把里面的指针释放,vector只是把空间释放了,自定义类型要调用自己的析构,开了新表,旧表还要释放。最好的方式是,还是用传统方法,把原表的节点重新计算位置挪动到新表,这里没有申请也没有释放。开一个指针数组,每个位置给空,然后进行挪动,头插需要保存下一个位置,然后重新计算新位置,进行头插并把它更新第一个位置,再把next给cur,继续往下走,遍历完之后旧表时,再交换资源,也就是地址的交换。

(3)查找

	Node* Find(const K& key)
		{
    
    
			if (_tables.size() == 0)
				return nullptr;

			size_t hashi = key % _tables.size();
			Node* cur = _tables[hashi];
			while (cur)
			{
    
    
				if (cur->_kv.first == key)
				{
    
    
					return cur;
				}
			cur = cur->_next;
			}
			return nullptr;
		}

查找先判断有效个数是否等于0,如果等于0直接返回空,再计算存储位置,定义一个指针变量,把刚计算的位置的节点指针赋给它,然后遍历没找到,继续更新节点,如果找到返回指针,否则返回空。

(4)删除

bool Erase(const K& key)
		{
    
    
			size_t hashi = key % _tables.size();
			Node* prev = nullptr;
			Node* cur = _tables[hashi];
			while (cur)
			{
    
    
				if (cur->_kv.first == key)
				{
    
    
					if (prev == nullptr)
					{
    
    
						_tables[hashi] = cur->_next;
					}
					else
					{
    
    
						prev->_next = cur->_next;

					}
					delete cur;
					return true;

				}
				else
				{
    
    
					prev = cur;
					cur=cur->_next;
				}

			}
			return false;

		}

通过key计算存储位置,这就相当于单链表删除,需要知道它的前面的节点指针再定义一个当前指针,然后如果当前节点不为空进入while循环,如果找到了,再进行判断,如果前面前驱指针等于空,说明要删除的是第一个节点即头,直接把下一个位置赋给第一个节点,否则进行链接,然后再删除,返回真;如果while循环没结束且没找到,继续往下更新前驱指针和当前节点,结束没找到返回假。

(5)完善

一、对key进行完善优化

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

	};
	template<>
	struct HashFunc<string>
	{
    
    
		size_t operator()(const string& str)
		{
    
    
			size_t hash = 0;
			for (auto& e : str)
			{
    
    
				hash += e;
				hash *= 33;
			}
			return hash;
		}

	};
	template<class K,class V,class Hash=HashFunc<K>>

如果key时字符串我们改怎么处理,这不能那样计算了,我们不能在代码写死,因为我们写的是一个泛型,我们可以再增加一个模板参数hash,支持一个仿函数,它就是可以把key转换成可以取模的整型,第一种就是本身就是能支持取模的,第二种是字符串里类型,我们需要把他转换成整形,为了减少和其他字符串的存储位置的冲突,我们可以对一个字符串的每一个字符进行先加再乘一个某一个数,据数据表明*31或着131…数字冲突的概率极低,这是字符串到整形的映射。另外我们为了不显示传,直接用了特化,自动匹配相应的类型。接下来在使用key取模的地方,创建一个Hash类型的对象hash,改成hash(key)。如图:
在这里插入图片描述
另外哈希表增删查改的平均时间复杂度是O(1),不看最坏,最坏的是多个数挂了在了相同的位置变成了O(N),因为有扩容的发生,几乎不会发生,有负载因子的控制如果是1,每个位置平均挂一个,但是没有那么理想,挂2到3个,看的是整体。
我们可以测试一下:
先写一个最大桶的长度函数

size_t MaxBuket()
		{
    
    
			size_t  Max= 0;
			for (int i = 0; i < _tables.size(); ++i)
			{
    
    
				auto cur = _tables[i];
				size_t count = 0;
				while (cur)
				{
    
    
					++count;
					cur = cur->_next;
				}
				if (count > max)
				{
    
    
					max = count;
				}
			}
			return max;
		}

结果我们进行随机测试,大多数情况都是0,1,而最大的是2,如图:
在这里插入图片描述
所以极端情况很少出现,有一种方法可以解决单个桶超过一定长度,这个桶可以改成红黑树。

二、接下来是完善的是:对模的这个数进行优化
有些书上建议这个模的这个数也就是表的大小,最好是素数,它只能被1或被自身整除,也是降低冲突的,我们直接看stl标准库的:提供一个素数表,存了28个素数,把当前的素数值传进去,在里面依次在表里遍历找比它大的值。

size_t GetNextPrime(size_t prime)
		{
    
    
			// SGI
			static const int __stl_num_primes = 28;
			static const unsigned long __stl_prime_list[__stl_num_primes] =
			{
    
    
				53, 97, 193, 389, 769,
				1543, 3079, 6151, 12289, 24593,
				49157, 98317, 196613, 393241, 786433,
				1572869, 3145739, 6291469, 12582917, 25165843,
				50331653, 100663319, 201326611, 402653189, 805306457,
				1610612741, 3221225473, 4294967291
			};

			size_t i = 0;
			for (; i < __stl_num_primes; ++i)
			{
    
    
				if (__stl_prime_list[i] > prime)
					return __stl_prime_list[i];
			}

			return __stl_prime_list[i];
		}

五、源代码

(1)闭散列源代码

ClosedHash.h

#pragma once
#include<utility>
#include<vector>
using namespace std;

namespace nza
{
    
    
	enum State
	{
    
    
		EMPTY,
		EXIST,
		DELETE
	};

	template<class K, class V>
	struct HashNode
	{
    
    
		pair<K, V> _kv;
		State _state = EMPTY;
	};

	template<class K, class V>
	class HashTable
	{
    
    
	public:
		bool Insert(const pair<K, V>& kv)
		{
    
    
			if (Find(kv.first))
				return false;

			if (_tables.size() == 0 || _n * 10 / _tables.size() >= 7)
			{
    
    
				size_t newsize = _tables.size() == 0 ? 10 : _tables.size() * 2;
				HashTable<K, V> newt;
				newt._tables.resize(newsize);

					for (auto& data : _tables)
					{
    
    
						if (data._state == EXIST)
						{
    
    
							newt.Insert(data._kv);
						}
					}
					_tables.swap(newt._tables);

			}
			size_t hashi = kv.first % _tables.size();
			size_t i = 1;
			size_t index = hashi;
			while (_tables[index]._state == EXIST)
			{
    
    
				index = hashi + i;
				index %= _tables.size();
				++i;
			}
			_tables[index]._kv = kv;
			_tables[index]._state = EXIST;
			++_n;
			return true;
		}
		HashNode<K, V>* Find(const K& key)
		{
    
    
			if (_tables.size() == 0)
			{
    
    
				return nullptr;
			}
			size_t hashi = key % _tables.size();
			size_t i = 1;
			size_t index = hashi;
			while (_tables[index]._state != EMPTY)
			{
    
    
				if (_tables[index]._state==EXIST&&_tables[index]._kv.first == key)
				{
    
    
					return &_tables[index];
				}
				index = hashi + i;
				index %= _tables.size();
				++i;
				if (index == hashi)
				{
    
    
					break;
				}
			}
			return nullptr;
		}
		bool Erase(const K& key)
		{
    
    
			HashNode<K, V>* ret = Find(key);
			if (ret)
			{
    
    
				ret->_state = DELETE;
				--_n;
				return true;
			}
			else
			{
    
    
				return false;
			}

		}


	private:
		vector<HashNode<K, V>> _tables;
		size_t _n = 0; 
	};

	void Test()
	{
    
    
		int a[] = {
    
     1, 2, 0, 4, 5, 20, 66 };
		HashTable<int, int> ht;
		for (auto e : a)
		{
    
    
			ht.Insert(make_pair(e, e));
		}
		ht.Erase(3);
		ht.Insert(make_pair(80, 90));
	}
}

test.cpp

#include"ClosedHash.h"
int main()
{
    
    
	nza::Test();
}

(2)开散列源代码

OpenHash.h

#pragma once
#include<utility>
#include<vector>
#include<string>
#include<ctime>
#include<iostream>
using namespace std;

namespace nza
{
    
    
	template<class K,class V>
	struct HashNode
	{
    
    
		pair<K, V>_kv;
		HashNode<K, V>* _next;
		HashNode(const pair<K,V>& kv)
			:_next(nullptr)
			,_kv(kv)
		{
    
    }
	};
	template<class K>
	struct HashFunc
	{
    
    
		size_t operator()(const K& key)
		{
    
    
			return key;
		}

	};
	template<>
	struct HashFunc<string>
	{
    
    
		size_t operator()(const string& str)
		{
    
    
			size_t hash = 0;
			for (auto& e : str)
			{
    
    
				hash += e;
				hash *= 33;
			}
			return hash;
		}

	};
	template<class K,class V,class Hash=HashFunc<K>>
	class HashTable
	{
    
    
		typedef HashNode<K, V> Node;
	public:
		~HashTable()
		{
    
    
			for (auto& cur : _tables)
			{
    
    
				while (cur)
				{
    
    
					Node* next = cur->_next;
					delete cur;
					cur = next;
				}
				cur = nullptr;
			}
		}
		bool Insert(const pair<K, V>& kv)
		{
    
    
			if (Find(kv.first))
				return false;

			Hash hash;
			if (_n == _tables.size())
			{
    
    
				/*size_t newsize = _tables.size() == 0 ? 10 : _tables.size() * 2;*/
				size_t newsize = GetNextPrime(_tables.size());
				vector<Node*> newtables(newsize,nullptr);
				for (auto& cur : _tables)
				{
    
    
					while (cur)
					{
    
    
						Node* next = cur->_next;;
						size_t hashi = hash(cur->_kv.first) % newtables.size();
						cur->_next = newtables[hashi];
						newtables[hashi] = cur;
						cur = next;
					}
				}
				_tables.swap(newtables);
			}
			size_t hashi = hash(kv.first) % _tables.size();
			Node* newnode = new Node(kv);
			newnode->_next = _tables[hashi];
			_tables[hashi] = newnode;
			++_n;
			return true;
		}
		Node* Find(const K& key)
		{
    
    
			if (_tables.size() == 0)
				return nullptr;
			Hash hash;
			size_t hashi = hash(key) % _tables.size();
			Node* cur = _tables[hashi];
			while (cur)
			{
    
    
				if (cur->_kv.first == key)
				{
    
    
					return cur;
				}
			cur = cur->_next;
			}
			return nullptr;
		}
		bool Erase(const K& key)
		{
    
    
			Hash hash;
			size_t hashi = hash(key) % _tables.size();
			Node* prev = nullptr;
			Node* cur = _tables[hashi];
			while (cur)
			{
    
    
				if (cur->_kv.first == key)
				{
    
    
					if (prev == nullptr)
					{
    
    
						_tables[hashi] = cur->_next;
					}
					else
					{
    
    
						prev->_next = cur->_next;

					}
					delete cur;
					return true;

				}
				else
				{
    
    
					prev = cur;
					cur=cur->_next;
				}

			}
			return false;

		}
		size_t MaxBucket()
		{
    
    
			size_t  Max= 0;
			for (size_t i = 0; i < _tables.size(); ++i)
			{
    
    
				auto cur = _tables[i];
				size_t count = 0;
				while (cur)
				{
    
    
					++count;
					cur = cur->_next;
				}
				printf("[%d]->%d\n", i, count);
				if (count > Max)
				{
    
    
					Max = count;
				}
			}
			return Max;
		}
		size_t GetNextPrime(size_t prime)
		{
    
    
			// SGI
			static const int __stl_num_primes = 28;
			static const unsigned long __stl_prime_list[__stl_num_primes] =
			{
    
    
				53, 97, 193, 389, 769,
				1543, 3079, 6151, 12289, 24593,
				49157, 98317, 196613, 393241, 786433,
				1572869, 3145739, 6291469, 12582917, 25165843,
				50331653, 100663319, 201326611, 402653189, 805306457,
				1610612741, 3221225473, 4294967291
			};

			size_t i = 0;
			for (; i < __stl_num_primes; ++i)
			{
    
    
				if (__stl_prime_list[i] > prime)
					return __stl_prime_list[i];
			}

			return __stl_prime_list[i];
		}

	private:
		vector<Node*> _tables;
		size_t _n = 0;
	};
	void Test()
	{
    
    
		int a[] = {
    
     7, 5, 55, 13, 17, 12, 16 };
		HashTable<int, int> h1;
		for (auto e : a)
		{
    
    
			h1.Insert(make_pair(e, e));
		}
		h1.Insert(make_pair(22, 22));
		h1.Insert(make_pair(25, 25));
		h1.Insert(make_pair(36, 36));
		h1.Insert(make_pair(65, 65));
		h1.Erase(13);
	
			size_t N = 100000;
			HashTable<int, int> h2;
			srand(time(0));
			for (size_t i = 0; i < N; ++i)
			{
    
    
				size_t x = rand() + i;
				h2.Insert(make_pair(x, x));
			}
			cout << h2.MaxBucket() << endl;
	}

}

test.cpp

#include"OpenHash.h"

int main()
{
    
    
	nza::Test();
	return 0;

}

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