STL(七) unordered_set 与 unordered_map 基本用法 + 模拟实现

[unordered_set 使用](#unordered_set 使用)

[unordered_map 使用](#unordered_map 使用)

[unordered_set 与 unordered_map 模拟实现](#unordered_set 与 unordered_map 模拟实现)

哈希桶节点的改造

封装整体逻辑

迭代器

哈希表内部提供迭代器接口

[unordered_set 和 unordered_map 提供迭代器接口](#unordered_set 和 unordered_map 提供迭代器接口)

查找接口

插入接口

删除接口

[unordered_map 的 [ ] 接口](#unordered_map 的 [ ] 接口)

测试接口

哈希桶效率测试

附实现代码

前置知识：数据结构(十一) 哈希表

unordered_set 使用

cpp 复制代码

#include <iostream>
#include <unordered_set>
using namespace std;

void test1()
{
	unordered_set<int> st;
	st.insert(1);
	st.insert(3);
	st.insert(2);
	st.insert(4);
	unordered_set<int>::iterator it = st.begin();
	while (it != st.end())
	{
		cout << *it << " ";
		++it;
	}
	cout << endl;
	it = st.find(3);
	if (it != st.end())
		cout << *it << "存在" << endl;
	st.erase(1);
	if (st.count(1))
		cout << "1存在" << endl;
}

// unordered_set 的负载因子最大是1
void test2()
{
	unordered_set<int> st;
	st.insert(1);
	st.insert(3);
	st.insert(2);
	st.insert(4);
	cout << st.load_factor() << endl; //0.5
	cout << st.max_load_factor() << endl; //1
	st.insert(6);
	st.insert(8);
	cout << st.load_factor() << endl; //0.75
	cout << st.max_load_factor() << endl; //1
	st.insert(5);
	st.insert(7);
	cout << st.load_factor() << endl; //1
	cout << st.max_load_factor() << endl; //1
}

void test3()
{
	unordered_set<int> st;
	for (int i = 0; i < 100000; i++)
		st.insert(rand() + i);

	cout << "当前桶数: " << st.bucket_count() << endl;
	cout << "最大桶数: " << st.max_bucket_count() << endl;

	// 安全的检查桶大小
	if (33 < st.bucket_count())
	{
		cout << "33号桶的大小: " << st.bucket_size(33) << endl;
	}

	// 安全的查找元素33
	auto it = st.find(33);
	if (it != st.end()) 
	{
		cout << "元素33在桶" << st.bucket(33) << "中" << endl;
	}
	else 
	{
		cout << "元素33不存在" << endl;
	}
}

int main()
{
	test1();
	test2();
	test3();
	return 0;
}

unordered_map 使用

cpp 复制代码

#include <iostream>
#include <unordered_map>
using namespace std;

void test1()
{
	unordered_map<int, int> mp;
	mp.insert(make_pair(1, 1));
	mp.insert(make_pair(5, 5));
	mp.insert(make_pair(2, 2));
	mp.insert(make_pair(4, 4));
	mp.insert(make_pair(3, 3));
	unordered_map<int, int>::iterator it = mp.begin();
	while (it != mp.end())
	{
		cout << it->first << ":" << it->second << endl;
		it++;
	}

	it = mp.find(3);
	if (it != mp.end())
	{
		cout << "找到了 " << it->first << ":" << it->second << endl;
	}
	mp.erase(it);
	if (!mp.count(3))
	{
		cout << "没有找到3" << endl;
	}
	mp[3] = 5;
	cout << mp[3] << endl;
}

void test2()
{
	string arr[] = { "香蕉", "甜瓜","苹果", "西瓜", "苹果", "西瓜", "苹果", "苹果", "西瓜", "苹果", "香蕉", "苹果", "香蕉" };
	unordered_map<string, int> mp;
	for (auto& e : arr)
	{
		unordered_map<string, int>::iterator ret = mp.find(e);
		if (ret != mp.end())
		{
			ret->second++; 
		}
		else
		{
			mp.insert(make_pair(e, 1));
		}
	}
	for (auto& e : mp)
	{
		cout << e.first << " " << e.second << endl;
	}
}

int main() 
{
	test1();
	test2();
	return 0;
}

unordered_set 与 unordered_map 模拟实现

前置知识：STL(六) set 与 map 基本用法 + 模拟实现

模拟实现的整体思路与 set & map 的模拟实现非常类似，因此很多相同的地方就不过多展开介绍了

哈希桶节点的改造

底层哈希桶并不知道封装自己的是 unordered_map 还是 unordered_set，因此将数据类型设为 T

cpp 复制代码

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

封装整体逻辑

将底层哈希表的 Hash模板参数的缺省值作为上层的 unoredered_set / unoredered_map的模板参数的缺省值更合理
哈希表查找 / 删除，直接需要 key 值，因此上层的 unoredered_set / unoredered_map还要有第一个模板参数 K

3.在哈希表插入 / 查找时会用到 key 值，因此还需要 KeyOfT 仿函数，获取 key值

迭代器

哈希表的迭代器依旧是一个类，类中封装了节点指针，从而使得迭代器对象可以模拟指针的行为

cpp 复制代码

template<class T, class Ref, class Ptr>
struct __HTIterator
{
	typedef HashNode<T> Node;
	typedef __HTIterator<T, Ref, Ptr> self;
	Node* _node;
	
	__HTIterator(Node* node)
		:_node(node)
	{
	}

	Ref operator*()
	{
		return _node->_data;
	}

	Ptr operator->()
	{
		return &_node->_data;
	}

	bool operator!=(const self& s)
	{
		return _node != s._node;
	}
};

重点来了，迭代器++如何实现？迭代器++的本质是找下一个节点，而哈希表中如何找当前节点的下一个节点呢？由于我们底层使用的是哈希桶结构，因此找下一个节点分为两种情况：

当前节点的下一个节点不为空，那么直接 _node = _node->_next;
当前节点的下一个节点为空，说明当前桶已经遍历完了，因此需要寻找下一个有元素的桶，而寻找下一个有元素的桶，显然需要用到哈希表中的 _tables 数组，

因此我们需要在迭代器中再加入一个成员，那就是哈希表：HashTable<K, T, KeyOfT, Hash>* _pht

因此我们需要将哈希表的模版参数全部加到迭代器的模版参数上

cpp 复制代码

template<class K, class T, class Ref, class Ptr, class KeyOfT, class Hash>
struct __HTIterator
{
	//哈希表迭代器的3个成员变量
	Node* _node;
	const HashTable<K, T, KeyOfT, Hash>* _pht;
	size_t _hashi; //当前节点所在桶的编号
}

此时我们在编译的时候会报错，因为迭代器类是位于哈希表类之前的，而迭代器类中也用到了哈希表类，会有"相互依赖的"问题，也就是编译器在编译迭代器类的代码时还不认识哈希表呢，因此需要在迭代器类之前添加哈希表前置声明：

cpp 复制代码

//迭代器和哈希表相互依赖, 需要前置声明
template<class K, class T, class KeyOfT, class Hash>
class HashTable;

此外，由于我们在迭代器内部会使用到哈希表的私有成员_tables，因此还需要将迭代器类声明为哈希表的友元类:

cpp 复制代码

template<class K, class T, class KeyOfT, class Hash>
class HashTable
{
	//迭代器内部用到了 哈希表的私有成员 _tables, 需要友元声明
	template<class K, class T, class Ref, class Ptr, class KeyOfT, class Hash>
	friend struct __HTIterator;
};

operator++：如果下一个节点为空，需要寻找下一个有元素的桶，因此还需要知道当前桶的编号，我们可以通过下面一行代码来计算出当前桶的编号，但确实比较麻烦，因此我们在迭代器中再加入一个成员：当前节点所在桶的编号：_hashi

cpp 复制代码

size_t hashi = hf(kot(_node->_data)) % _pht._tables.size();

那么在构造迭代器时就需要初始化三个成员

cpp 复制代码

__HTIterator(Node* node, HashTable<K, T, KeyOfT, Hash>* pht, size_t hashi)
	:_node(node)
	, _pht(pht)
	, _hashi(hashi)
{
}

operator++ 的实现如下：

cpp 复制代码

typedef __HTIterator<K, T, Ref, Ptr, KeyOfT, Hash> self;
self& operator++()
{
	if (_node->_next)
	{
		_node = _node->_next;
	}
	else //当前桶遍历完了, 寻找下一个有元素的桶
	{
		_hashi++;
		while (_hashi < _pht->_tables.size())
		{
			if (_pht->_tables[_hashi])
			{
				_node = _pht->_tables[_hashi];
				break;
			}
			_hashi++;
		}
		if (_hashi == _pht->_tables.size())
		{
			_node = nullptr;
		}
	}
	return *this;
}

注：需要说明的是我们提供的迭代器访问顺序是按照桶的编号顺序，而库中迭代器访问顺序是按照元素的插入顺序

哈希表内部提供迭代器接口

cpp 复制代码

template<class K, class T, class KeyOfT, class Hash>
class HashTable
{
	typedef HashNode<T> Node;
	//迭代器内部用到了 哈希表的私有成员 _tables, 需要友元声明
	template<class K, class T, class Ref, class Ptr, class KeyOfT, class Hash>
	friend struct __HTIterator;
public:
	typedef __HTIterator<K, T, T&, T*, KeyOfT, Hash> iterator; //普通迭代器
	typedef __HTIterator<K, T, const T&, const T*, KeyOfT, Hash> const_iterator; //const迭代器
public:
	//迭代器接口
	iterator begin() //返回第一个桶的第一个元素
	{
		for (size_t i = 0; i < _tables.size(); i++)
		{
			if (_tables[i])
			{
				return iterator(_tables[i], this, i);
			}
		}
		return end();
	}

	iterator end()
	{
		return iterator(nullptr, this, -1);
	}

	const_iterator begin() const
	{
		for (size_t i = 0; i < _tables.size(); i++)
		{
			if (_tables[i])
			{
				return const_iterator(_tables[i], this, i);
			}
		}
		return end();
	}

	const_iterator end() const
	{
		return const_iterator(nullptr, this, -1);
	}
};

注意，此时编译会有问题，const 版本的 begin 和 end 接口在返回的时候构造迭代器会有权限放大的问题

因此我们将构造函数的参数以及 _pht 成员都加上 const

unordered_set 和 unordered_map 提供迭代器接口

**unordered_set：**内部元素不能修改，因此无论是普通迭代器，还是 const 迭代器，底层封装的都是哈希表的 const 迭代器

cpp 复制代码

namespace dck
{
	template<class K, class Hash = HashFunc<K>>
	class unordered_set
	{
		struct SetKeyOfT
		{
			const K& operator()(const K& key)
			{
				return key;
			}
		};
	public:
		typedef typename hash_bucket::HashTable<K, K, SetKeyOfT, Hash>::const_iterator iterator;
		typedef typename hash_bucket::HashTable<K, K, SetKeyOfT, Hash>::const_iterator const_iterator;

		const_iterator begin() const
		{
			return _ht.begin();
		}

		const_iterator end() const
		{
			return _ht.end();
		}
	private:
		hash_bucket::HashTable<K, K, SetKeyOfT, Hash> _ht;
	};
}

**unordered_map：**普通迭代器的 key不能修改，value可以修改，const 迭代器的 key 和 value 都不能修改，因此普通迭代器底层是哈希表的普通迭代器，const 迭代器底层是哈希表的 const的迭代器，给 pair 中的 key 带上 const 确保无论是普通迭代器还是 const迭代器，key都无法修改

cpp 复制代码

namespace dck
{
	template<class K, class V, class Hash = HashFunc<K>>
	class unordered_map
	{
		struct MapKeyOfT
		{
			const K& operator()(const pair<K, V>& kv)
			{
				return kv.first;
			}
		};
	public:
		typedef typename hash_bucket::HashTable<K, pair<const K, V>, MapKeyOfT, Hash>::iterator iterator;
		typedef typename hash_bucket::HashTable<K, pair<const K, V>, MapKeyOfT, Hash>::const_iterator const_iterator;

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

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

		const_iterator begin() const
		{
			return _ht.begin();
		}

		const_iterator end() const
		{
			return _ht.end();
		}
	private:
		hash_bucket::HashTable<K, pair<const K, V>, MapKeyOfT, Hash> _ht;
	};
}

查找接口

哈希表的 Find 接口的返回值我们需要从 bool 改造成 iterator，也要在需要用到 key 的地方将仿函数套上去

cpp 复制代码

iterator Find(const K& key)
{
	Hash hf;
	KeyOfT kot;
	size_t hashi = hf(key) % _tables.size();
	Node* cur = _tables[hashi];
	while (cur)
	{
		if (kot(cur->_data) == key)
			return iterator(cur, this, hashi); 
		cur = cur->_next;
	}
	return end();
}

unordered_set / unordered_map 的 find 接口：

cpp 复制代码

iterator find(const K& key)
{
	return _ht.Find(key);
}

插入接口

哈希表的 Insert 接口的返回值我们 需要从 bool 改造成 pair<iterator，bool>，也要在需要用到 key 的地方将仿函数套上去

cpp 复制代码

pair<iterator, bool> Insert(const T& data)
{
	KeyOfT kot;
	iterator it = Find(kot(data));
	if (it != end()) 
		return make_pair(it, false);
	Hash hf;
	if (_n == _tables.size()) //哈希桶的负载因子我们设置为1
	{
		size_t newSize = _tables.size() * 2;
		vector<Node*> newTables;
		newTables.resize(newSize);
		for (size_t i = 0; i < _tables.size(); i++)
		{
			Node* cur = _tables[i];
			while (cur)
			{
				Node* next = cur->_next;
				size_t hashi = hf(kot(cur->_data)) % newSize;
				cur->_next = newTables[hashi];
				newTables[hashi] = cur;
				cur = next;
			}
			_tables[i] = nullptr;
		}
		_tables.swap(newTables);
	}
	//头插新节点
	size_t hashi = hf(kot(data)) % _tables.size();
	Node* newNode = new Node(data);
	newNode->_next = _tables[hashi];
	_tables[hashi] = newNode;
	++_n;
	return make_pair(iterator(newNode, this, hashi), true);
}

unordered_map 的 insert 接口：

cpp 复制代码

pair<iterator, bool> insert(const pair<K, V>& kv)
{
	return _ht.Insert(kv);
}

unordered_set 的 insert 接口：

cpp 复制代码

pair<iterator, bool> insert(const K& key)
{
	return _ht.Insert(key);
}

注意，unordered_set 的 insert 接口采用上面这种写法会直接编译报错

正确的写法：

使用返回的普通迭代器的三个成员变量构造出 const 迭代器即可

cpp 复制代码

pair<iterator, bool> insert(const K& key)
{
	auto ret = _ht.Insert(key);
	return pair<const_iterator, bool>(const_iterator(ret.first._node, ret.first._pht, ret.first._hashi), ret.second);
}

删除接口

cpp 复制代码

bool Erase(const K& key)
{
	Hash hf;
	size_t hashi = hf(key) % _tables.size(); // 映射位置
	Node* prev = nullptr;
	Node* cur = _tables[hashi];
	while (cur)
	{
		if (cur->_kv.first == key)
		{
			if (prev == nullptr) // 处理删除第一个节点的情况
			{
				_tables[hashi] = cur->_next;
			}
			else
			{
				prev->_next = cur->_next;
			}
			delete cur;
			return true;
		}
		prev = cur;
		cur = cur->_next;
	}
	return false;
}

unordered_set / unordered_map 的 erase 接口：

cpp 复制代码

iterator erase(const K& key)
{
	return _ht.Erase(key);
}

unordered_map 的 [ ] 接口

cpp 复制代码

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

测试接口

cpp 复制代码

#include <unordered_set>
#include "MyUnorderedSet.h"
#include "MyUnorderedMap.h"

void test_unordered_set()
{
	dck::unordered_set<int> st;
	st.insert(4);
	st.insert(1);
	st.insert(2);
	st.insert(3);
	dck::unordered_set<int>::iterator it = st.begin();
	while (it != st.end())
	{
		cout << *it << " ";
		++it;
	}

	cout << endl; //1 2 3 4 (我们自己迭代器的实现按照桶的顺序）

	unordered_set<int> st1;
	st1.insert(4);
	st1.insert(1);
	st1.insert(2);
	st1.insert(3);
	unordered_set<int>::iterator it1 = st1.begin();
	while (it1 != st1.end())
	{
		cout << *it1 << " "; //4 1 2 3 (库中迭代器的实现按照插入顺序)
		++it1;
	}
	cout << endl;
}

//测试 unordered_map 的 const 迭代器
void print(const dck::unordered_map<int, int>& mp)
{
	dck::unordered_map<int, int>::const_iterator it = mp.begin();
	while (it != mp.end())
	{
		cout << it->first << " " << it->second << endl;
		++it;
	}
	cout << endl;
}

void test_unordered_map()
{
	dck::unordered_map<int, int> mp;
	mp.insert(make_pair(4, 4));
	mp.insert(make_pair(1, 1));
	mp.insert(make_pair(2, 2));
	mp.insert(make_pair(3, 3));
	print(mp);
	dck::unordered_map<int, int>::iterator it = mp.begin();
	while (it != mp.end())
	{
		it->first++; //err
		it->second++;
		cout << it->first << " " << it->second << endl;
		++it;
	}

	string arr[] = { "苹果", "西瓜", "苹果", "西瓜", "苹果", "苹果", "西瓜", "苹果", "香蕉", "苹果", "香蕉" };
	dck::unordered_map<string, int> countMap;
	for (auto x : arr)
		countMap[x]++;
	for (auto t : countMap)
	{
		cout << t.first << " " << t.second << endl;
	}
	cout << endl;
}

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

哈希桶效率测试

哈希桶中提供 Some 接口测试哈希桶使用情况、最大桶长度、平均桶长度等指标。

cpp 复制代码

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

	for (size_t i = 0; i < _tables.size(); i++)
	{
		Node* cur = _tables[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;

	printf("all bucketSize:%d\n", _tables.size()); //表的大小
	printf("bucketSize:%d\n", bucketSize); //使用了多少个桶
	printf("maxBucketLen:%d\n", maxBucketLen); //最长的桶挂了多少个元素
	printf("averageBucketLen:%lf\n\n", averageBucketLen); //平均桶长度
}

cpp 复制代码

#include <set>
#include <unordered_set>
#include "HashTable.h"

void test()
{
	const size_t N = 1000000;

	unordered_set<int> us;
	set<int> s;
	hash_bucket::HashTable<int, int> ht;

	vector<int> v;
	v.reserve(N);
	srand(time(0));
	for (size_t i = 0; i < N; ++i)
	{
		//v.push_back(rand()); // N比较大时，重复值比较多
		v.push_back(rand() + i); // 重复值相对少
		//v.push_back(i); // 没有重复，有序
	}

	// 21:15
	size_t begin1 = clock();
	for (auto e : v)
	{
		s.insert(e);
	}
	size_t end1 = clock();
	cout << "set insert:" << end1 - begin1 << endl;

	size_t begin2 = clock();
	for (auto e : v)
	{
		us.insert(e);
	}
	size_t end2 = clock();
	cout << "unordered_set insert:" << end2 - begin2 << endl;

	size_t begin10 = clock();
	for (auto e : v)
	{
		ht.Insert(make_pair(e, e));
	}
	size_t end10 = clock();
	cout << "HashTbale insert:" << end10 - begin10 << endl << endl;


	size_t begin3 = clock();
	for (auto e : v)
	{
		s.find(e);
	}
	size_t end3 = clock();
	cout << "set find:" << end3 - begin3 << endl;

	size_t begin4 = clock();
	for (auto e : v)
	{
		us.find(e);
	}
	size_t end4 = clock();
	cout << "unordered_set find:" << end4 - begin4 << endl;

	size_t begin11 = clock();
	for (auto e : v)
	{
		ht.Find(e);
	}
	size_t end11 = clock();
	cout << "HashTable find:" << end11 - begin11 << endl << endl;

	cout << "插入数据个数：" << us.size() << endl << endl;
	ht.Some();

	size_t begin5 = clock();
	for (auto e : v)
	{
		s.erase(e);
	}
	size_t end5 = clock();
	cout << "set erase:" << end5 - begin5 << endl;

	size_t begin6 = clock();
	for (auto e : v)
	{
		us.erase(e);
	}
	size_t end6 = clock();
	cout << "unordered_set erase:" << end6 - begin6 << endl;

	size_t begin12 = clock();
	for (auto e : v)
	{
		ht.Erase(e);
	}
	size_t end12 = clock();
	cout << "HashTable Erase:" << end12 - begin12 << endl << endl;
}

int main()
{
	test();
	return 0;
}

可以看到，在数据量比较大的情况下，unordered_set 的插入、查找、删除等性能都是高于 set 的，并且最长的桶下面只挂了两个元素，平均桶长度只有 1.28 左右，时间复杂度接近 O(1)，而我们实现的哈希表之所以比STL库的哈希表还快的主要原因是库中哈希表的迭代器遍历是按照插入顺序实现的，因此还要额外维护一些信息，执行一些操作，时间复杂度就比较高了

附实现代码

HashTable.h：

cpp 复制代码

#pragma once

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

//哈希函数(默认, 整数)
template<class K>
struct HashFunc
{
	size_t operator()(const K& key)
	{
		return (size_t)key; //将负数转化为正数
	}
};

//类模板特化
template<>
struct HashFunc<string>
{
	//字符串不能直接取模，先用字符串映射一个整形, 就能取模了!
	size_t operator()(const string& key)
	{
		size_t hash = 0;
		for (auto& e : key)
		{
			hash *= 31; //解决字母完全一样但是顺序不一样而导致冲突的问题
			hash += e;
		}
		return hash;
	}
};

//仿函数
//struct HashFuncString
//{
//	size_t operator()(const string& key)
//	{
//		size_t hash = 0;
//		for (auto& e : key)
//		{
//			hash *= 31; //解决字母完全一样但是顺序不一样而导致冲突的问题
//			hash += e;
//		}
//		cout << key << ":" << hash << endl;
//		return hash;
//	}
//};


//哈希桶
namespace hash_bucket
{
	template<class T>
	class HashNode
	{
	public:
		T _data;
		HashNode<T>* _next;
		HashNode(const T& data)
			:_data(data)
			, _next(nullptr)
		{}
	};

	//迭代器和哈希表相互依赖, 需要前置声明
	template<class K, class T, class KeyOfT, class Hash>
	class HashTable;

	template<class K, class T, class Ref, class Ptr, class KeyOfT, class Hash>
	struct __HTIterator
	{
		typedef HashNode<T> Node;
		typedef __HTIterator<K, T, Ref, Ptr, KeyOfT, Hash> self;

		Node* _node;
		const HashTable<K, T, KeyOfT, Hash>* _pht; 
		size_t _hashi;

		//构造函数
		__HTIterator(Node* node, const HashTable<K, T, KeyOfT, Hash>* pht, size_t hashi)
			:_node(node)
			,_pht(pht)
			,_hashi(hashi)
		{
		}

		//找下一个节点
		self& operator++()
		{
			if (_node->_next)
			{
				_node = _node->_next;
			}
			else //当前桶遍历完了, 寻找下一个有元素的桶
			{
				_hashi++;
				while (_hashi < _pht->_tables.size())
				{
					if (_pht->_tables[_hashi])
					{
						_node = _pht->_tables[_hashi];
						break;
					}
					_hashi++;
				}
				if (_hashi == _pht->_tables.size())
				{
					_node = nullptr;
				}
			}
			return *this;
		}

		Ref operator*()
		{
			return _node->_data;
		}

		Ptr operator->()
		{
			return &_node->_data;
		}

		bool operator!=(const self& s)
		{
			return _node != s._node;
		}
	};

	template<class K, class T, class KeyOfT, class Hash>
	class HashTable
	{
		typedef HashNode<T> Node;
		//迭代器内部用到了 哈希表的私有成员 _tables, 需要友元声明
		template<class K, class T, class Ref, class Ptr, class KeyOfT, class Hash>
		friend struct __HTIterator;
	public:
		typedef __HTIterator<K, T, T&, T*, KeyOfT, Hash> iterator; //普通迭代器
		typedef __HTIterator<K, T, const T&, const T*, KeyOfT, Hash> const_iterator; //const迭代器
	public:
		//迭代器接口
		iterator begin() //返回第一个桶的第一个元素
		{
			for (size_t i = 0; i < _tables.size(); i++)
			{
				if (_tables[i])
				{
					return iterator(_tables[i], this, i); 
				}
			}
			return end();
		}

		iterator end()
		{
			return iterator(nullptr, this, -1);
		}

		const_iterator begin() const
		{
			for (size_t i = 0; i < _tables.size(); i++)
			{
				if (_tables[i])
				{
					return const_iterator(_tables[i], this, i);
				}
			}
			return end();
		}

		const_iterator end() const
		{
			return const_iterator(nullptr, this, -1);
		}
	public:
		//构造函数
		HashTable()
		{
			_tables.resize(10);
		}

		//析构函数
		~HashTable()
		{
			for (size_t i = 0; i < _tables.size(); i++)
			{
				Node* cur = _tables[i];
				while (cur)
				{
					Node* next = cur->_next;
					delete cur;
					cur = next;
				}
				_tables[i] = nullptr;
			}
		}

		//查找函数
		iterator Find(const K& key)
		{
			Hash hf;
			KeyOfT kot;
			size_t hashi = hf(key) % _tables.size();
			Node* cur = _tables[hashi];
			while (cur)
			{
				if (kot(cur->_data) == key)
					return iterator(cur, this, hashi); 
				cur = cur->_next;
			}
			return end();
		}

		pair<iterator, bool> Insert(const T& data)
		{
			KeyOfT kot;
			iterator it = Find(kot(data));
			if (it != end()) 
				return make_pair(it, false);
			Hash hf;
			if (_n == _tables.size()) //哈希桶的负载因子我们设置为1
			{
				size_t newSize = _tables.size() * 2;
				vector<Node*> newTables;
				newTables.resize(newSize);
				for (size_t i = 0; i < _tables.size(); i++)
				{
					Node* cur = _tables[i];
					while (cur)
					{
						Node* next = cur->_next;
						size_t hashi = hf(kot(cur->_data)) % newSize;
						cur->_next = newTables[hashi];
						newTables[hashi] = cur;
						cur = next;
					}
					_tables[i] = nullptr;
				}
				_tables.swap(newTables);
			}
			//头插新节点
			size_t hashi = hf(kot(data)) % _tables.size();
			Node* newNode = new Node(data);
			newNode->_next = _tables[hashi];
			_tables[hashi] = newNode;
			++_n;
			return make_pair(iterator(newNode, this, hashi), true);
		}

		//删除函数
		bool Erase(const K& key)
		{
			Hash hf;
			size_t hashi = hf(key) % _tables.size(); // 映射位置
			Node* prev = nullptr;
			Node* cur = _tables[hashi];
			while (cur)
			{
				if (cur->_kv.first == key)
				{
					if (prev == nullptr) // 处理删除第一个节点的情况
					{
						_tables[hashi] = cur->_next;
					}
					else
					{
						prev->_next = cur->_next;
					}
					delete cur;
					return true;
				}
				prev = cur;
				cur = cur->_next;
			}
			return false;
		}
	private:
		vector<Node*> _tables;
		size_t _n; //当前哈希表中的元素个数
	};
}

MyUnorderedSet.h：

cpp 复制代码

#pragma once
#include "HashTable.h"

namespace dck
{
	template<class K, class Hash = HashFunc<K>>
	class unordered_set
	{
		struct SetKeyOfT
		{
			const K& operator()(const K& key)
			{
				return key;
			}
		};
	public:
		typedef typename hash_bucket::HashTable<K, K, SetKeyOfT, Hash>::const_iterator iterator;
		typedef typename hash_bucket::HashTable<K, K, SetKeyOfT, Hash>::const_iterator const_iterator;

		pair<iterator, bool> insert(const K& key)
		{
			auto ret = _ht.Insert(key);
			return pair<const_iterator, bool>(const_iterator(ret.first._node, ret.first._pht, ret.first._hashi), ret.second);
		}

		iterator find(const K& key)
		{
			return _ht.Find(key);
		}

		iterator erase(const K& key)
		{
			return _ht.Erase(key);
		}

		const_iterator begin() const
		{
			return _ht.begin();
		}

		const_iterator end() const
		{
			return _ht.end();
		}
	private:
		hash_bucket::HashTable<K, K, SetKeyOfT, Hash> _ht;
	};
}

MyUnorderedMap.h：

cpp 复制代码

#pragma once

#include "HashTable.h"

namespace dck
{
	template<class K, class V, class Hash = HashFunc<K>>
	class unordered_map
	{
		struct MapKeyOfT
		{
			const K& operator()(const pair<K, V>& kv)
			{
				return kv.first;
			}
		};
	public:
		typedef typename hash_bucket::HashTable<K, pair<const K, V>, MapKeyOfT, Hash>::iterator iterator;
		typedef typename hash_bucket::HashTable<K, pair<const K, V>, MapKeyOfT, Hash>::const_iterator const_iterator;

		pair<iterator, bool> insert(const pair<K, V>& kv)
		{
			return _ht.Insert(kv);
		}

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

		iterator find(const K& key)
		{
			return _ht.Find(key);
		}

		iterator erase(const K& key)
		{
			return _ht.Erase(key);
		}

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

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

		const_iterator begin() const
		{	
			return _ht.begin();
		}

		const_iterator end() const
		{
			return _ht.end();
		}
	private:
		hash_bucket::HashTable<K, pair<const K, V>, MapKeyOfT, Hash> _ht;
	};
}