C++(STL源码)：30---hash table源码剖析（哈希表）

2020-04-10 18:49 247人阅读评论(0)

前面介绍的二叉搜索树和平衡二叉搜索树。二叉搜索树具有对数平均时间的表现，但这样的表现构造在一个假设上：输入数据有足够的随机性
文本要介绍一种名为hash table（哈希表/散列表）的数据结构，这种结构在插入、删除、搜索等操作上也具有“常数平均时间”的表现，而且这种表现是以统计为基础，不需依赖输入元素的随机性
哈希表可以在本人的数据结构文章中查看，文本就不再详细介绍了：https://blog.csdn.net/qq_41453285/article/details/103517420、https://blog.csdn.net/qq_41453285/article/details/103533372、https://blog.csdn.net/qq_41453285/article/details/103534526
hash table是作为hash_set、hash_map、hash_multiset、hash_multimap容器的底层实现
并且hash table解决哈希冲突的方式是链地址法（开链）的形式
SGI STL的哈希表结构：
- 哈希表用vector实现
- vector的一个索引出代表一个桶子（bucket）
- 每个桶子内含有一串链表，链中有含有节点
下图是以链地址法完成的hash table形式：

一、哈希冲突

哈希表的基本概念就不介绍了，直接介绍哈希冲突

线性探测（Linear Probing）

根据元素的值然后除以数组大小，然后插入指定的位置

主集团现象：在上图中，如果我们插入的新元素为8、9、0、1、2、3中，第一次的落脚点一定在#3上，这就造成了性能的降低，平均插入成本增加，这种现象在哈希过程中称为主集团（primary clustering）

二次探测（quadratic probing）

二次探测用来解决主集团问题的。其解决哈希冲突的方式下列公式：

也就说，如果新元素的起始插入位置为H的话但是H已被占用，那么就会依次尝试、、...、+

下图是一个二次探测的例子

二次探测带来一些疑问：

①线性探测每次探测的都必然是一个不同的位置，二次探测能够保证如此？二次探测能否保证如果表格之中没有X，那么我们插入X一定能够成功？

②线性探测的运算过程机器简单，二次探测则显式复杂一些。这是否会在执行效率上带来太多的负面影响

③不论线性探测还是二次探测，当负载稀疏过高时，表格能够够动态成长？

疑惑①：幸运的是，如果假设表格大小为质数，而且永远保持负载系数在0.5以下（也就是说超过0.5就要重新配置表格），那么就可以确定每插入一个元素所需要的探测次数不多于2

疑惑②：至于复杂度问题，一般总是这样考虑：收获的比付出的多，才值得这么做。我们增加了探测次数，所获得的利益好歹比二次函数计算所花的时间多。线性探测需要的是一个加法（加1），一个测试（看是否回头），以及一个可能用到的减法（用以绕转回头）。二次探测需要的则是一个加法（从i-1到i）、一个乘法（计算），另一个加法以及一个mod运算。看起来得不偿失。然而中间却又一些技巧，可以除去耗时的乘法和除法：

因此，如果我们能够以前一个H值来计算下一个H值，就不需要执行二次方所需要的乘法了。虽然还是一个乘法，但那是乘以2，可以位移位快速完成。置于mod运算，也可证明并非真有需要

疑惑③：array的增长。如果想要扩充表格，首先必须要找出下一个新的且足够大（大约两倍）的质数，然后考虑表格重建的成本——不仅要拷贝元素，还需要考虑元素在新表格中的位置然后再插入

二次探测可以消除主集团，却可能造成次集团：两个元素经由哈希函数计算出来的位置若相同，则插入时所探测的位置页相同，形成了某种浪费。消除次集团的方法也有，例如复式散列

开链（链地址法）

所谓的开链，就是在一个表格元素中维护一个链表

使用这种方法，表格的负载系数将大于1

SGI STL的哈希表便是采用这种做法

二、hash table的节点定义（_Hashtable_node）


  
   
    
     
    
    
     
      template <
      class _Val>
     
    
   
    
     
    
    
     
      struct _
      Hashtable_node
     
    
   
    
     
    
    
     
      {
     
    
   
    
     
    
    
     
        _Hashtable_node* _M_next;
     
    
   
    
     
    
    
     
        _Val _M_val;
     
    
   
    
     
    
    
     
      };

三、hash table的迭代器（_Hashtable_iterator ）

下面是迭代器的定义：
- 迭代器必须永远维系着与整个“bucket vector”的关系，并记录目前所知的节点


  
   
    
     
    
    
     
      template <
      class _Val, class _Key, class _HashFcn,
     
    
   
    
     
    
    
               
      class _
      ExtractKey, 
      class _
      EqualKey, 
      class _
      Alloc>
     
    
   
    
     
    
    
     
      struct _
      Hashtable_iterator {
     
    
   
    
     
    
    
       
      typedef hashtable<_Val,_Key,_HashFcn,_ExtractKey,_EqualKey,_Alloc>
     
    
   
    
     
    
    
     
                _Hashtable;
     
    
   
    
     
    
    
       
      typedef _Hashtable_iterator<_Val, _Key, _HashFcn, 
     
    
   
    
     
    
    
     
                                    _ExtractKey, _EqualKey, _Alloc>
     
    
   
    
     
    
    
     
                iterator;
     
    
   
    
     
    
    
       
      typedef _Hashtable_const_iterator<_Val, _Key, _HashFcn, 
     
    
   
    
     
    
    
     
                                          _ExtractKey, _EqualKey, _Alloc>
     
    
   
    
     
    
    
     
                const_iterator;
     
    
   
    
     
    
    
       
      typedef _Hashtable_node<_Val> _Node;
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
       
      typedef forward_iterator_tag iterator_category;
     
    
   
    
     
    
    
       
      typedef _Val value_type;
     
    
   
    
     
    
    
       
      typedef 
      ptrdiff_t difference_type;
     
    
   
    
     
    
    
       
      typedef 
      size_t size_type;
     
    
   
    
     
    
    
       
      typedef _Val& reference;
     
    
   
    
     
    
    
       
      typedef _Val* pointer;
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
     
        _Node* _M_cur; 
      //迭代器目前所指节点
     
    
   
    
     
    
    
     
        _Hashtable* _M_ht;
      //保持对容器的连结关系（因为可能需要从bucket跳到bucket）
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
     
        _Hashtable_iterator(_Node* __n, _Hashtable* __tab) 
     
    
   
    
     
    
    
     
          : _M_cur(__n), _M_ht(__tab) {}
     
    
   
    
     
    
    
     
        _Hashtable_iterator() {}
     
    
   
    
     
    
    
     
        reference 
      operator*() 
      const { 
      return _M_cur->_M_val; }
     
    
   
    
     
    
    
     
      #ifndef __SGI_STL_NO_ARROW_OPERATOR
     
    
   
    
     
    
    
     
        pointer 
      operator->() 
      const { 
      return &(
      operator*()); }
     
    
   
    
     
    
    
     
      #endif /* __SGI_STL_NO_ARROW_OPERATOR */
     
    
   
    
     
    
    
     
        iterator& 
      operator++();
     
    
   
    
     
    
    
     
        iterator 
      operator++(
      int);
     
    
   
    
     
    
    
       
      bool 
      operator==(
      const iterator& __it) 
      const
     
    
   
    
     
    
    
     
          { 
      return _M_cur == __it._M_cur; }
     
    
   
    
     
    
    
       
      bool 
      operator!=(
      const iterator& __it) 
      const
     
    
   
    
     
    
    
     
          { 
      return _M_cur != __it._M_cur; }
     
    
   
    
     
    
    
     
      };

迭代器没有后退操作（operator--），也没有定义所谓的你想迭代器（reverse iterator）
迭代器前进操作（operator++）：
- 其前进操作时首先尝试从目前所知的节点出发，前进一个位置（节点），由于节点被安置于list内，所以利用节点的next指针即可轻易达到进行的目的
- 如果目前节点正巧是list的尾端，就跳到下一个bucket内，跳过之后指向下一个list的头节点
- 下面是operator++的定义


  
   
    
     
    
    
     
      template <
      class _Val, class _Key, class _HF, class _ExK, class _EqK, 
     
    
   
    
     
    
    
     
       class _All>
     
    
   
    
     
    
    
     
      _Hashtable_iterator<_Val,_Key,_HF,_ExK,_EqK,_All>&
     
    
   
    
     
    
    
     
      _Hashtable_iterator<_Val,_Key,_HF,_ExK,_EqK,_All>::
      operator++()
     
    
   
    
     
    
    
     
      {
     
    
   
    
     
    
    
       
      const _Node* __old = _M_cur;
     
    
   
    
     
    
    
     
        _M_cur = _M_cur->_M_next; 
      //如果存在，就是它，否则进入if
     
    
   
    
     
    
    
       
      if (!_M_cur) {
     
    
   
    
     
    
    
         
      //根据元素值，定位出下一个bucket。其起头处就是我们的目的地
     
    
   
    
     
    
    
     
          size_type __bucket = _M_ht->_M_bkt_num(__old->_M_val);
     
    
   
    
     
    
    
         
      while (!_M_cur && ++__bucket < _M_ht->_M_buckets.size())
      //注意operator++
     
    
   
    
     
    
    
     
            _M_cur = _M_ht->_M_buckets[__bucket];
     
    
   
    
     
    
    
     
        }
     
    
   
    
     
    
    
       
      return *
      this;
     
    
   
    
     
    
    
     
      }
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
     
      template <
      class _Val, class _Key, class _HF, class _ExK, class _EqK, 
     
    
   
    
     
    
    
     
       class _All>
     
    
   
    
     
    
    
     
      inline _Hashtable_iterator<_Val,_Key,_HF,_ExK,_EqK,_All>
     
    
   
    
     
    
    
     
      _Hashtable_iterator<_Val,_Key,_HF,_ExK,_EqK,_All>::
      operator++(
      int)
     
    
   
    
     
    
    
     
      {
     
    
   
    
     
    
    
     
        iterator __tmp = *
      this;
     
    
   
    
     
    
    
     
        ++*
      this; 
      //调用operator++()
     
    
   
    
     
    
    
       
      return __tmp;
     
    
   
    
     
    
    
     
      }

四、hash table的数据结构（hashtable）

下面就是哈希表的结构，其内部是以vector实现的
模板参数比较多，包括：
- _Val：节点的实值类型
- _Key：节点的键值类型
- _HF：hash function的函数类型
- _Ex：从节点取出键值的方法（函数或仿函数）
- _Eq：判断键值相同与否的方法（函数或仿函数）
- _All：空间配置器。缺省使用std::alloc


  
   
    
     
    
    
     
      template <
      class _Val, class _Key, class _HF, class _Ex, class _Eq, class _All>
     
    
   
    
     
    
    
     
      class 
      hashtable;
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
     
      template <
      class _Val, class _Key, class _HashFcn,
     
    
   
    
     
    
    
               
      class _
      ExtractKey, 
      class _
      EqualKey, 
      class _
      Alloc>
     
    
   
    
     
    
    
     
      class 
      hashtable {
     
    
   
    
     
    
    
     
      public:
     
    
   
    
     
    
    
       
      typedef _Key key_type;
     
    
   
    
     
    
    
       
      typedef _Val value_type;
     
    
   
    
     
    
    
       
      typedef _HashFcn hasher;    
      //为template类型参数重新定义一个名字
     
    
   
    
     
    
    
       
      typedef _EqualKey key_equal;
      //为template类型参数重新定义一个名字
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
       
      typedef 
      size_t            size_type;
     
    
   
    
     
    
    
       
      typedef 
      ptrdiff_t         difference_type;
     
    
   
    
     
    
    
       
      typedef value_type*       pointer;
     
    
   
    
     
    
    
       
      typedef 
      const value_type* const_pointer;
     
    
   
    
     
    
    
       
      typedef value_type&       reference;
     
    
   
    
     
    
    
       
      typedef 
      const value_type& const_reference;
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
       
      hasher hash_funct() const { 
      return _M_hash; }
     
    
   
    
     
    
    
       
      key_equal key_eq() const { 
      return _M_equals; }
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
     
      private:
     
    
   
    
     
    
    
       
      typedef _Hashtable_node<_Val> _Node;
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
     
      #ifdef __STL_USE_STD_ALLOCATORS
     
    
   
    
     
    
    
     
      public:
     
    
   
    
     
    
    
       
      typedef 
      typename _Alloc_traits<_Val,_Alloc>::allocator_type allocator_type;
     
    
   
    
     
    
    
       
      allocator_type get_allocator() const { 
      return _M_node_allocator; }
     
    
   
    
     
    
    
     
      private:
     
    
   
    
     
    
    
       
      typename _Alloc_traits<_Node, _Alloc>::allocator_type _M_node_allocator;
     
    
   
    
     
    
    
     
        _Node* _M_get_node() { 
      return _M_node_allocator.allocate(
      1); }
     
    
   
    
     
    
    
       
      void _M_put_node(_Node* __p) { _M_node_allocator.deallocate(__p, 
      1); }
     
    
   
    
     
    
    
     
      # define __HASH_ALLOC_INIT(__a) _M_node_allocator(__a), 
     
    
   
    
     
    
    
     
      #else /* __STL_USE_STD_ALLOCATORS */
     
    
   
    
     
    
    
     
      public:
     
    
   
    
     
    
    
       
      typedef _Alloc allocator_type;
     
    
   
    
     
    
    
       
      allocator_type get_allocator() const { 
      return allocator_type(); }
     
    
   
    
     
    
    
     
      private:
     
    
   
    
     
    
    
       
      typedef simple_alloc<_Node, _Alloc> _M_node_allocator_type;
     
    
   
    
     
    
    
     
        _Node* _M_get_node() { 
      return _M_node_allocator_type::allocate(
      1); }
     
    
   
    
     
    
    
       
      void _M_put_node(_Node* __p) { _M_node_allocator_type::deallocate(__p, 
      1); }
     
    
   
    
     
    
    
     
      # define __HASH_ALLOC_INIT(__a)
     
    
   
    
     
    
    
     
      #endif /* __STL_USE_STD_ALLOCATORS */
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
     
      private:
     
    
   
    
     
    
    
     
        hasher                _M_hash;
     
    
   
    
     
    
    
     
        key_equal             _M_equals;
     
    
   
    
     
    
    
     
        _ExtractKey           _M_get_key;
     
    
   
    
     
    
    
       
      vector<_Node*,_Alloc> _M_buckets;  
      //哈希表以vector实现
     
    
   
    
     
    
    
     
        size_type             _M_num_elements;
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
     
      public:
     
    
   
    
     
    
    
       
      typedef _Hashtable_iterator<_Val,_Key,_HashFcn,_ExtractKey,_EqualKey,_Alloc>
     
    
   
    
     
    
    
     
                iterator;
     
    
   
    
     
    
    
       
      typedef _Hashtable_const_iterator<_Val,_Key,_HashFcn,_ExtractKey,_EqualKey,
     
    
   
    
     
    
    
     
                                          _Alloc>
     
    
   
    
     
    
    
     
                const_iterator;
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
       
      friend 
      struct
     
    
   
    
     
    
    
     
        _
      Hashtable_iterator<_Val,_Key,_HashFcn,_ExtractKey,_EqualKey,_Alloc>;
     
    
   
    
     
    
    
       
      friend 
      struct
     
    
   
    
     
    
    
     
        _
      Hashtable_const_iterator<_Val,_Key,_HashFcn,_ExtractKey,_EqualKey,_Alloc>;
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
     
      public:
     
    
   
    
     
    
    
     
        hashtable(size_type __n,
     
    
   
    
     
    
    
                 
      const _HashFcn&    __hf,
     
    
   
    
     
    
    
                 
      const _EqualKey&   __eql,
     
    
   
    
     
    
    
                 
      const _ExtractKey& __ext,
     
    
   
    
     
    
    
                 
      const allocator_type& __a = allocator_type())
     
    
   
    
     
    
    
     
          : __HASH_ALLOC_INIT(__a)
     
    
   
    
     
    
    
     
            _M_hash(__hf),
     
    
   
    
     
    
    
     
            _M_equals(__eql),
     
    
   
    
     
    
    
     
            _M_get_key(__ext),
     
    
   
    
     
    
    
     
            _M_buckets(__a),
     
    
   
    
     
    
    
     
            _M_num_elements(
      0)
     
    
   
    
     
    
    
     
        {
     
    
   
    
     
    
    
     
          _M_initialize_buckets(__n);
     
    
   
    
     
    
    
     
        }
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
     
        hashtable(size_type __n,
     
    
   
    
     
    
    
                 
      const _HashFcn&    __hf,
     
    
   
    
     
    
    
                 
      const _EqualKey&   __eql,
     
    
   
    
     
    
    
                 
      const allocator_type& __a = allocator_type())
     
    
   
    
     
    
    
     
          : __HASH_ALLOC_INIT(__a)
     
    
   
    
     
    
    
     
            _M_hash(__hf),
     
    
   
    
     
    
    
     
            _M_equals(__eql),
     
    
   
    
     
    
    
     
            _M_get_key(_ExtractKey()),
     
    
   
    
     
    
    
     
            _M_buckets(__a),
     
    
   
    
     
    
    
     
            _M_num_elements(
      0)
     
    
   
    
     
    
    
     
        {
     
    
   
    
     
    
    
     
          _M_initialize_buckets(__n);
     
    
   
    
     
    
    
     
        }
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
     
        hashtable(
      const hashtable& __ht)
     
    
   
    
     
    
    
     
          : __HASH_ALLOC_INIT(__ht.get_allocator())
     
    
   
    
     
    
    
     
            _M_hash(__ht._M_hash),
     
    
   
    
     
    
    
     
            _M_equals(__ht._M_equals),
     
    
   
    
     
    
    
     
            _M_get_key(__ht._M_get_key),
     
    
   
    
     
    
    
     
            _M_buckets(__ht.get_allocator()),
     
    
   
    
     
    
    
     
            _M_num_elements(
      0)
     
    
   
    
     
    
    
     
        {
     
    
   
    
     
    
    
     
          _M_copy_from(__ht);
     
    
   
    
     
    
    
     
        }
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
     
      #undef __HASH_ALLOC_INIT
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
     
        hashtable& 
      operator= (
      const hashtable& __ht)
     
    
   
    
     
    
    
     
        {
     
    
   
    
     
    
    
         
      if (&__ht != 
      this) {
     
    
   
    
     
    
    
     
            clear();
     
    
   
    
     
    
    
     
            _M_hash = __ht._M_hash;
     
    
   
    
     
    
    
     
            _M_equals = __ht._M_equals;
     
    
   
    
     
    
    
     
            _M_get_key = __ht._M_get_key;
     
    
   
    
     
    
    
     
            _M_copy_from(__ht);
     
    
   
    
     
    
    
     
          }
     
    
   
    
     
    
    
         
      return *
      this;
     
    
   
    
     
    
    
     
        }
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
     
        ~hashtable() { clear(); }
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
       
      size_type size() const { 
      return _M_num_elements; }
     
    
   
    
     
    
    
       
      size_type max_size() const { 
      return size_type(
      -1); }
     
    
   
    
     
    
    
       
      bool empty() const { 
      return size() == 
      0; }
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
       
      void swap(hashtable& __ht)
     
    
   
    
     
    
    
     
        {
     
    
   
    
     
    
    
     
          __STD::swap(_M_hash, __ht._M_hash);
     
    
   
    
     
    
    
     
          __STD::swap(_M_equals, __ht._M_equals);
     
    
   
    
     
    
    
     
          __STD::swap(_M_get_key, __ht._M_get_key);
     
    
   
    
     
    
    
     
          _M_buckets.swap(__ht._M_buckets);
     
    
   
    
     
    
    
     
          __STD::swap(_M_num_elements, __ht._M_num_elements);
     
    
   
    
     
    
    
     
        }
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
       
      iterator begin()
     
    
   
    
     
    
    
     
        { 
     
    
   
    
     
    
    
         
      for (size_type __n = 
      0; __n < _M_buckets.size(); ++__n)
     
    
   
    
     
    
    
           
      if (_M_buckets[__n])
     
    
   
    
     
    
    
             
      return iterator(_M_buckets[__n], 
      this);
     
    
   
    
     
    
    
         
      return end();
     
    
   
    
     
    
    
     
        }
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
       
      iterator end() { 
      return iterator(
      0, 
      this); }
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
       
      const_iterator begin() const
     
    
   
    
     
    
    
     
        {
     
    
   
    
     
    
    
         
      for (size_type __n = 
      0; __n < _M_buckets.size(); ++__n)
     
    
   
    
     
    
    
           
      if (_M_buckets[__n])
     
    
   
    
     
    
    
             
      return const_iterator(_M_buckets[__n], 
      this);
     
    
   
    
     
    
    
         
      return end();
     
    
   
    
     
    
    
     
        }
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
       
      const_iterator end() const { 
      return const_iterator(
      0, 
      this); }
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
     
      #ifdef __STL_MEMBER_TEMPLATES
     
    
   
    
     
    
    
       
      template <
      class _Vl, class _Ky, class _HF, class _Ex, class _Eq, class _Al>
     
    
   
    
     
    
    
       
      friend 
      bool 
      operator== (
      const 
      hashtable<_Vl, _Ky, _HF, _Ex, _Eq, _Al>&,
     
    
   
    
     
    
    
                               
      const 
      hashtable<_Vl, _Ky, _HF, _Ex, _Eq, _Al>&);
     
    
   
    
     
    
    
     
      #else /* __STL_MEMBER_TEMPLATES */
     
    
   
    
     
    
    
       
      friend 
      bool __STD_QUALIFIER
     
    
   
    
     
    
    
       
      operator== __STL_NULL_TMPL_ARGS (
      const hashtable&, 
      const hashtable&);
     
    
   
    
     
    
    
     
      #endif /* __STL_MEMBER_TEMPLATES */
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
     
      public:
     
    
   
    
     
    
    
       
      //返回vector的大小
     
    
   
    
     
    
    
       
      size_type bucket_count() const { 
      return _M_buckets.size(); }
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
       
      size_type max_bucket_count() const
     
    
   
    
     
    
    
     
          { 
      return __stl_prime_list[(
      int)__stl_num_primes - 
      1]; } 
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
       
      size_type elems_in_bucket(size_type __bucket) const
     
    
   
    
     
    
    
     
        {
     
    
   
    
     
    
    
     
          size_type __result = 
      0;
     
    
   
    
     
    
    
         
      for (_Node* __cur = _M_buckets[__bucket]; __cur; __cur = __cur->_M_next)
     
    
   
    
     
    
    
     
            __result += 
      1;
     
    
   
    
     
    
    
         
      return __result;
     
    
   
    
     
    
    
     
        }
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
     
        pair<iterator, 
      bool> insert_unique(
      const value_type& __obj)
     
    
   
    
     
    
    
     
        {
     
    
   
    
     
    
    
     
          resize(_M_num_elements + 
      1);
     
    
   
    
     
    
    
         
      return insert_unique_noresize(__obj);
     
    
   
    
     
    
    
     
        }
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
       
      iterator insert_equal(const value_type& __obj)
     
    
   
    
     
    
    
     
        {
     
    
   
    
     
    
    
     
          resize(_M_num_elements + 
      1);
     
    
   
    
     
    
    
         
      return insert_equal_noresize(__obj);
     
    
   
    
     
    
    
     
        }
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
     
        pair<iterator, 
      bool> insert_unique_noresize(
      const value_type& __obj);
     
    
   
    
     
    
    
       
      iterator insert_equal_noresize(const value_type& __obj);
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
     
      #ifdef __STL_MEMBER_TEMPLATES
     
    
   
    
     
    
    
       
      template <
      class _InputIterator>
     
    
   
    
     
    
    
     
       void insert_unique(_InputIterator __f, _InputIterator __l)
     
    
   
    
     
    
    
     
       {
     
    
   
    
     
    
    
     
          insert_unique(__f, __l, __ITERATOR_CATEGORY(__f));
     
    
   
    
     
    
    
     
        }
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
       
      template <
      class _InputIterator>
     
    
   
    
     
    
    
     
       void insert_equal(_InputIterator __f, _InputIterator __l)
     
    
   
    
     
    
    
     
       {
     
    
   
    
     
    
    
     
          insert_equal(__f, __l, __ITERATOR_CATEGORY(__f));
     
    
   
    
     
    
    
     
        }
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
       
      template <
      class _InputIterator>
     
    
   
    
     
    
    
     
       void insert_unique(_InputIterator __f, _InputIterator __l,
     
    
   
    
     
    
    
     
       input_iterator_tag)
     
    
   
    
     
    
    
     
       {
     
    
   
    
     
    
    
         
      for ( ; __f != __l; ++__f)
     
    
   
    
     
    
    
     
            insert_unique(*__f);
     
    
   
    
     
    
    
     
        }
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
       
      template <
      class _InputIterator>
     
    
   
    
     
    
    
     
       void insert_equal(_InputIterator __f, _InputIterator __l,
     
    
   
    
     
    
    
     
       input_iterator_tag)
     
    
   
    
     
    
    
     
       {
     
    
   
    
     
    
    
         
      for ( ; __f != __l; ++__f)
     
    
   
    
     
    
    
     
            insert_equal(*__f);
     
    
   
    
     
    
    
     
        }
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
       
      template <
      class _ForwardIterator>
     
    
   
    
     
    
    
     
       void insert_unique(_ForwardIterator __f, _ForwardIterator __l,
     
    
   
    
     
    
    
     
       forward_iterator_tag)
     
    
   
    
     
    
    
     
       {
     
    
   
    
     
    
    
     
          size_type __n = 
      0;
     
    
   
    
     
    
    
     
          distance(__f, __l, __n);
     
    
   
    
     
    
    
     
          resize(_M_num_elements + __n);
     
    
   
    
     
    
    
         
      for ( ; __n > 
      0; --__n, ++__f)
     
    
   
    
     
    
    
     
            insert_unique_noresize(*__f);
     
    
   
    
     
    
    
     
        }
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
       
      template <
      class _ForwardIterator>
     
    
   
    
     
    
    
     
       void insert_equal(_ForwardIterator __f, _ForwardIterator __l,
     
    
   
    
     
    
    
     
       forward_iterator_tag)
     
    
   
    
     
    
    
     
       {
     
    
   
    
     
    
    
     
          size_type __n = 
      0;
     
    
   
    
     
    
    
     
          distance(__f, __l, __n);
     
    
   
    
     
    
    
     
          resize(_M_num_elements + __n);
     
    
   
    
     
    
    
         
      for ( ; __n > 
      0; --__n, ++__f)
     
    
   
    
     
    
    
     
            insert_equal_noresize(*__f);
     
    
   
    
     
    
    
     
        }
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
     
      #else /* __STL_MEMBER_TEMPLATES */
     
    
   
    
     
    
    
       
      void insert_unique(const value_type* __f, const value_type* __l)
     
    
   
    
     
    
    
     
        {
     
    
   
    
     
    
    
     
          size_type __n = __l - __f;
     
    
   
    
     
    
    
     
          resize(_M_num_elements + __n);
     
    
   
    
     
    
    
         
      for ( ; __n > 
      0; --__n, ++__f)
     
    
   
    
     
    
    
     
            insert_unique_noresize(*__f);
     
    
   
    
     
    
    
     
        }
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
       
      void insert_equal(const value_type* __f, const value_type* __l)
     
    
   
    
     
    
    
     
        {
     
    
   
    
     
    
    
     
          size_type __n = __l - __f;
     
    
   
    
     
    
    
     
          resize(_M_num_elements + __n);
     
    
   
    
     
    
    
         
      for ( ; __n > 
      0; --__n, ++__f)
     
    
   
    
     
    
    
     
            insert_equal_noresize(*__f);
     
    
   
    
     
    
    
     
        }
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
       
      void insert_unique(const_iterator __f, const_iterator __l)
     
    
   
    
     
    
    
     
        {
     
    
   
    
     
    
    
     
          size_type __n = 
      0;
     
    
   
    
     
    
    
     
          distance(__f, __l, __n);
     
    
   
    
     
    
    
     
          resize(_M_num_elements + __n);
     
    
   
    
     
    
    
         
      for ( ; __n > 
      0; --__n, ++__f)
     
    
   
    
     
    
    
     
            insert_unique_noresize(*__f);
     
    
   
    
     
    
    
     
        }
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
       
      void insert_equal(const_iterator __f, const_iterator __l)
     
    
   
    
     
    
    
     
        {
     
    
   
    
     
    
    
     
          size_type __n = 
      0;
     
    
   
    
     
    
    
     
          distance(__f, __l, __n);
     
    
   
    
     
    
    
     
          resize(_M_num_elements + __n);
     
    
   
    
     
    
    
         
      for ( ; __n > 
      0; --__n, ++__f)
     
    
   
    
     
    
    
     
            insert_equal_noresize(*__f);
     
    
   
    
     
    
    
     
        }
     
    
   
    
     
    
    
     
      #endif /*__STL_MEMBER_TEMPLATES */
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
       
      reference find_or_insert(const value_type& __obj);
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
       
      iterator find(const key_type& __key) 
     
    
   
    
     
    
    
     
        {
     
    
   
    
     
    
    
     
          size_type __n = _M_bkt_num_key(__key);
     
    
   
    
     
    
    
     
          _Node* __first;
     
    
   
    
     
    
    
         
      for ( __first = _M_buckets[__n];
     
    
   
    
     
    
    
     
                __first && !_M_equals(_M_get_key(__first->_M_val), __key);
     
    
   
    
     
    
    
     
                __first = __first->_M_next)
     
    
   
    
     
    
    
     
            {}
     
    
   
    
     
    
    
         
      return iterator(__first, 
      this);
     
    
   
    
     
    
    
     
        } 
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
       
      const_iterator find(const key_type& __key) const
     
    
   
    
     
    
    
     
        {
     
    
   
    
     
    
    
     
          size_type __n = _M_bkt_num_key(__key);
     
    
   
    
     
    
    
         
      const _Node* __first;
     
    
   
    
     
    
    
         
      for ( __first = _M_buckets[__n];
     
    
   
    
     
    
    
     
                __first && !_M_equals(_M_get_key(__first->_M_val), __key);
     
    
   
    
     
    
    
     
                __first = __first->_M_next)
     
    
   
    
     
    
    
     
            {}
     
    
   
    
     
    
    
         
      return const_iterator(__first, 
      this);
     
    
   
    
     
    
    
     
        } 
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
       
      size_type count(const key_type& __key) const
     
    
   
    
     
    
    
     
        {
     
    
   
    
     
    
    
         
      const size_type __n = _M_bkt_num_key(__key);
     
    
   
    
     
    
    
     
          size_type __result = 
      0;
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
         
      for (
      const _Node* __cur = _M_buckets[__n]; __cur; __cur = __cur->_M_next)
     
    
   
    
     
    
    
           
      if (_M_equals(_M_get_key(__cur->_M_val), __key))
     
    
   
    
     
    
    
     
              ++__result;
     
    
   
    
     
    
    
         
      return __result;
     
    
   
    
     
    
    
     
        }
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
     
        pair<iterator, iterator> 
     
    
   
    
     
    
    
     
        equal_range(
      const key_type& __key);
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
     
        pair<const_iterator, const_iterator> 
     
    
   
    
     
    
    
     
        equal_range(
      const key_type& __key) 
      const;
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
       
      size_type erase(const key_type& __key);
     
    
   
    
     
    
    
       
      void erase(const iterator& __it);
     
    
   
    
     
    
    
       
      void erase(iterator __first, iterator __last);
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
       
      void erase(const const_iterator& __it);
     
    
   
    
     
    
    
       
      void erase(const_iterator __first, const_iterator __last);
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
       
      void resize(size_type __num_elements_hint);
     
    
   
    
     
    
    
       
      void clear();
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
     
      private:
     
    
   
    
     
    
    
     
        size_type _M_next_size(size_type __n) 
      const
     
    
   
    
     
    
    
     
          { 
      return __stl_next_prime(__n); }
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
       
      void _M_initialize_buckets(size_type __n)
     
    
   
    
     
    
    
     
        {
     
    
   
    
     
    
    
         
      const size_type __n_buckets = _M_next_size(__n);
     
    
   
    
     
    
    
     
          _M_buckets.reserve(__n_buckets);
     
    
   
    
     
    
    
     
          _M_buckets.insert(_M_buckets.end(), __n_buckets, (_Node*) 
      0);
     
    
   
    
     
    
    
     
          _M_num_elements = 
      0;
     
    
   
    
     
    
    
     
        }
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
     
        size_type _M_bkt_num_key(
      const key_type& __key) 
      const
     
    
   
    
     
    
    
     
        {
     
    
   
    
     
    
    
         
      return _M_bkt_num_key(__key, _M_buckets.size());
     
    
   
    
     
    
    
     
        }
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
     
        size_type _M_bkt_num(
      const value_type& __obj) 
      const
     
    
   
    
     
    
    
     
        {
     
    
   
    
     
    
    
         
      return _M_bkt_num_key(_M_get_key(__obj));
     
    
   
    
     
    
    
     
        }
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
     
        size_type _M_bkt_num_key(
      const key_type& __key, 
      size_t __n) 
      const
     
    
   
    
     
    
    
     
        {
     
    
   
    
     
    
    
         
      return _M_hash(__key) % __n;
     
    
   
    
     
    
    
     
        }
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
     
        size_type _M_bkt_num(
      const value_type& __obj, 
      size_t __n) 
      const
     
    
   
    
     
    
    
     
        {
     
    
   
    
     
    
    
         
      return _M_bkt_num_key(_M_get_key(__obj), __n);
     
    
   
    
     
    
    
     
        }
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
     
        _Node* _M_new_node(
      const value_type& __obj)
     
    
   
    
     
    
    
     
        {
     
    
   
    
     
    
    
     
          _Node* __n = _M_get_node();
     
    
   
    
     
    
    
     
          __n->_M_next = 
      0;
     
    
   
    
     
    
    
     
          __STL_TRY {
     
    
   
    
     
    
    
     
            construct(&__n->_M_val, __obj);
     
    
   
    
     
    
    
           
      return __n;
     
    
   
    
     
    
    
     
          }
     
    
   
    
     
    
    
     
          __STL_UNWIND(_M_put_node(__n));
     
    
   
    
     
    
    
     
        }
     
    
   
    
     
    
    
       
     
    
   
    
     
    
    
       
      void _M_delete_node(_Node* __n)
     
    
   
    
     
    
    
     
        {
     
    
   
    
     
    
    
     
          destroy(&__n->_M_val);
     
    
   
    
     
    
    
     
          _M_put_node(__n);
     
    
   
    
     
    
    
     
        }
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
       
      void _M_erase_bucket(
      const size_type __n, _Node* __first, _Node* __last);
     
    
   
    
     
    
    
       
      void _M_erase_bucket(
      const size_type __n, _Node* __last);
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
       
      void _M_copy_from(
      const hashtable& __ht);
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
     
      };

系统预定义的哈希大小

虽然链地址法并不要求哈希表大小必须为质数，但SGI STL仍然以质数来设计哈希表大小，并且先将28个质数（主键呈现大约2倍的关系）计算好，以备随时使用，同时提供一个函数，用来查询在这28个质数之中，“最接某数并大于某数”的质数


   
    
     
      
     
     
      
       //下面的都是全局枚举与全局函数
      
     
    
     
      
     
     
       
      
     
    
     
      
     
     
      
       //假设long至少有32bits
      
     
    
     
      
     
     
      
       enum { __stl_num_primes = 
       28 };
      
     
    
     
      
     
     
       
      
     
    
     
      
     
     
      
       static 
       const 
       unsigned 
       long __stl_prime_list[__stl_num_primes] =
      
     
    
     
      
     
     
      
       {
      
     
    
     
      
     
     
        
       53ul,         
       97ul,         
       193ul,       
       389ul,       
       769ul,
      
     
    
     
      
     
     
        
       1543ul,       
       3079ul,       
       6151ul,      
       12289ul,     
       24593ul,
      
     
    
     
      
     
     
        
       49157ul,      
       98317ul,      
       196613ul,    
       393241ul,    
       786433ul,
      
     
    
     
      
     
     
        
       1572869ul,    
       3145739ul,    
       6291469ul,   
       12582917ul,  
       25165843ul,
      
     
    
     
      
     
     
        
       50331653ul,   
       100663319ul,  
       201326611ul, 
       402653189ul, 
       805306457ul, 
      
     
    
     
      
     
     
        
       1610612741ul, 
       3221225473ul, 
       4294967291ul
      
     
    
     
      
     
     
      
       };
      
     
    
     
      
     
     
       
      
     
    
     
      
     
     
      
       //以下找出上述28个质数之中，最接近并大于n的那个质数
      
     
    
     
      
     
     
      
       inline 
       unsigned 
       long __stl_next_prime(
       unsigned 
       long __n)
      
     
    
     
      
     
     
      
       {
      
     
    
     
      
     
     
        
       const 
       unsigned 
       long* __first = __stl_prime_list;
      
     
    
     
      
     
     
        
       const 
       unsigned 
       long* __last = __stl_prime_list + (
       int)__stl_num_primes;
      
     
    
     
      
     
     
        
       const 
       unsigned 
       long* pos = lower_bound(__first, __last, __n);
      
     
    
     
      
     
     
        
       //以上lower_bound()是泛型算法
      
     
    
     
      
     
     
        
       //使用lower_bound()，序列需先排序
      
     
    
     
      
     
     
        
       return pos == __last ? *(__last - 
       1) : *pos;
      
     
    
     
      
     
     
      
       }


   
    
     
      
     
     
      
       template <
       class _Val, class _Key, class _HashFcn,
      
     
    
     
      
     
     
                
       class _
       ExtractKey, 
       class _
       EqualKey, 
       class _
       Alloc>
      
     
    
     
      
     
     
      
       class 
       hashtable {
      
     
    
     
      
     
     
      
       //...
      
     
    
     
      
     
     
      
       public:
      
     
    
     
      
     
     
        
       //总共可以有多少buckets
      
     
    
     
      
     
     
        
       size_type max_bucket_count() const
      
     
    
     
      
     
     
      
           { 
       return __stl_prime_list[(
       int)__stl_num_primes - 
       1]; } 
      
     
    
     
      
     
     
      
       //...
      
     
    
     
      
     
     
      
       };

五、hash table的构造与内存管理

在hashtable类中有一个专属的节点配置器_M_node_allocator_type


  
   
    
     
    
    
     
      template <
      class _Val, class _Key, class _HF, class _Ex, class _Eq, class _All>
     
    
   
    
     
    
    
     
      class 
      hashtable;
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
     
      template <
      class _Val, class _Key, class _HashFcn,
     
    
   
    
     
    
    
               
      class _
      ExtractKey, 
      class _
      EqualKey, 
      class _
      Alloc>
     
    
   
    
     
    
    
     
      class 
      hashtable {
     
    
   
    
     
    
    
     
      //...
     
    
   
    
     
    
    
     
      private:
     
    
   
    
     
    
    
       
      typedef simple_alloc<_Node, _Alloc> _M_node_allocator_type;
     
    
   
    
     
    
    
     
      //...
     
    
   
    
     
    
    
     
      };

下面是定义在hashtable类中的节点的配置函数与释放函数


  
   
    
     
    
    
     
      _Node* _M_new_node(
      const value_type& __obj)
     
    
   
    
     
    
    
     
      {
     
    
   
    
     
    
    
     
          _Node* __n = _M_get_node();
     
    
   
    
     
    
    
     
          __n->_M_next = 
      0;
     
    
   
    
     
    
    
     
          __STL_TRY {
     
    
   
    
     
    
    
     
            construct(&__n->_M_val, __obj);
     
    
   
    
     
    
    
           
      return __n;
     
    
   
    
     
    
    
     
          }
     
    
   
    
     
    
    
     
          __STL_UNWIND(_M_put_node(__n));
     
    
   
    
     
    
    
     
      }
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
     
      void _M_delete_node(_Node* __n)
     
    
   
    
     
    
    
     
      {
     
    
   
    
     
    
    
     
          destroy(&__n->_M_val);
     
    
   
    
     
    
    
     
          _M_put_node(__n);
     
    
   
    
     
    
    
     
      }
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
     
      void _M_put_node(_Node* __p) { _M_node_allocator.deallocate(__p, 
      1); }

构造函数

hashtable没有提供默认的构造函数。下面是一种构造函数


   
    
     
      
     
     
      
       template <
       class _Val, class _Key, class _HashFcn,
      
     
    
     
      
     
     
                
       class _
       ExtractKey, 
       class _
       EqualKey, 
       class _
       Alloc>
      
     
    
     
      
     
     
      
       class 
       hashtable {
      
     
    
     
      
     
     
      
       public:
      
     
    
     
      
     
     
      
         hashtable(size_type __n,
      
     
    
     
      
     
     
                  
       const _HashFcn&    __hf,
      
     
    
     
      
     
     
                  
       const _EqualKey&   __eql,
      
     
    
     
      
     
     
                  
       const _ExtractKey& __ext,
      
     
    
     
      
     
     
                  
       const allocator_type& __a = allocator_type())
      
     
    
     
      
     
     
      
           : __HASH_ALLOC_INIT(__a)
      
     
    
     
      
     
     
      
             _M_hash(__hf),
      
     
    
     
      
     
     
      
             _M_equals(__eql),
      
     
    
     
      
     
     
      
             _M_get_key(__ext),
      
     
    
     
      
     
     
      
             _M_buckets(__a),
      
     
    
     
      
     
     
      
             _M_num_elements(
       0)
      
     
    
     
      
     
     
      
         {
      
     
    
     
      
     
     
      
           _M_initialize_buckets(__n);
      
     
    
     
      
     
     
      
         }
      
     
    
     
      
     
     
      
       private:
      
     
    
     
      
     
     
          
       void _M_initialize_buckets(size_type __n)
      
     
    
     
      
     
     
      
           {
      
     
    
     
      
     
     
            
       const size_type __n_buckets = _M_next_size(__n);
       //调用_M_next_size
      
     
    
     
      
     
     
            
       //举例：传入50，返回53.以下首先保留53个元素空间，然后将其全部填0
      
     
    
     
      
     
     
      
             _M_buckets.reserve(__n_buckets);
      
     
    
     
      
     
     
      
             _M_buckets.insert(_M_buckets.end(), __n_buckets, (_Node*) 
       0);
      
     
    
     
      
     
     
      
             _M_num_elements = 
       0;
      
     
    
     
      
     
     
      
          }
      
     
    
     
      
     
     
       
      
     
    
     
      
     
     
         
       //该函数返回最近接n并大于n的质数。其中调用了我们上面介绍的__stl_next_prime函数
      
     
    
     
      
     
     
      
          size_type _M_next_size(size_type __n) 
       const
      
     
    
     
      
     
     
      
              { 
       return __stl_next_prime(__n); }
      
     
    
     
      
     
     
      
       };

例如下面我们定义一个hashtable就会调用上面的构造函数


   
    
     
      
     
     
      
       hashtable<
       int,
       int,hash<iny>,identity<
       int>,equal_to<
       int>,alloc> iht(
       50,hash<
       int>(),equal_to<
       int>());
      
     
    
     
      
     
     
       
      
     
    
     
      
     
     
      
       std::
       cout<<iht.size()<<
       std::
       endl; 
       //0
      
     
    
     
      
     
     
      
       std::
       cout<<iht.bucket_count()<<
       std::
       endl; 
       //53。STL提供的第一个质数

插入操作（insert_unique）和表格重整（resize）

insert_unique()：插入元素，不允许重复


   
    
     
      
     
     
      
       pair<iterator, 
       bool> insert_unique(
       const value_type& __obj)
      
     
    
     
      
     
     
      
       {
      
     
    
     
      
     
     
      
           resize(_M_num_elements + 
       1);          
       //判断是否需要重建表格
      
     
    
     
      
     
     
          
       return insert_unique_noresize(__obj); 
       //在不需要重建表格的情况下插入节点，键值不允许重复
      
     
    
     
      
     
     
      
       }

resize()函数：


   
    
     
      
     
     
      
       //以下函数判断是否需要重建表格。不需要就返回
      
     
    
     
      
     
     
      
       template <
       class _Val, class _Key, class _HF, class _Ex, class _Eq, class _All>
      
     
    
     
      
     
     
      
       void hashtable<_Val,_Key,_HF,_Ex,_Eq,_All>
      
     
    
     
      
     
     
      
        ::resize(size_type __num_elements_hint)
      
     
    
     
      
     
     
      
       {
      
     
    
     
      
     
     
        
       //下面是否重建表格的判断原则很奇怪，是拿元素个数（把新增元素计入后）和bucket vector的大小来比较
      
     
    
     
      
     
     
        
       //如果前者大于后者，就重建表格
      
     
    
     
      
     
     
        
       //由此可知，每个bucket（list）的最大容量和buckets vector的大小相同
      
     
    
     
      
     
     
        
       const size_type __old_n = _M_buckets.size();
      
     
    
     
      
     
     
        
       if (__num_elements_hint > __old_n) { 
       //确定真的需要重新配置
      
     
    
     
      
     
     
          
       const size_type __n = _M_next_size(__num_elements_hint);
       //找出下一个质数
      
     
    
     
      
     
     
          
       if (__n > __old_n) {
      
     
    
     
      
     
     
            
       vector<_Node*, _All> __tmp(__n, (_Node*)(
       0),
      
     
    
     
      
     
     
      
                                        _M_buckets.get_allocator()); 
       //建立新的buckets
      
     
    
     
      
     
     
      
             __STL_TRY {
      
     
    
     
      
     
     
              
       //以下处理每一个旧的bucket
      
     
    
     
      
     
     
              
       for (size_type __bucket = 
       0; __bucket < __old_n; ++__bucket) {
      
     
    
     
      
     
     
      
                 _Node* __first = _M_buckets[__bucket];
      
     
    
     
      
     
     
                
       while (__first) {
      
     
    
     
      
     
     
      
                   size_type __new_bucket = _M_bkt_num(__first->_M_val, __n);
      
     
    
     
      
     
     
      
                   _M_buckets[__bucket] = __first->_M_next;
      
     
    
     
      
     
     
      
                   __first->_M_next = __tmp[__new_bucket];
      
     
    
     
      
     
     
      
                   __tmp[__new_bucket] = __first;
      
     
    
     
      
     
     
      
                   __first = _M_buckets[__bucket];          
      
     
    
     
      
     
     
      
                 }
      
     
    
     
      
     
     
      
               }
      
     
    
     
      
     
     
      
               _M_buckets.swap(__tmp);
      
     
    
     
      
     
     
      
             }
      
     
    
     
      
     
     
      
       # ifdef __STL_USE_EXCEPTIONS
      
     
    
     
      
     
     
            
       catch(...) {
      
     
    
     
      
     
     
              
       for (size_type __bucket = 
       0; __bucket < __tmp.size(); ++__bucket) {
      
     
    
     
      
     
     
                
       while (__tmp[__bucket]) {
      
     
    
     
      
     
     
      
                   _Node* __next = __tmp[__bucket]->_M_next;
      
     
    
     
      
     
     
      
                   _M_delete_node(__tmp[__bucket]);
      
     
    
     
      
     
     
      
                   __tmp[__bucket] = __next;
      
     
    
     
      
     
     
      
                 }
      
     
    
     
      
     
     
      
               }
      
     
    
     
      
     
     
              
       throw;
      
     
    
     
      
     
     
      
             }
      
     
    
     
      
     
     
      
       # endif /* __STL_USE_EXCEPTIONS */
      
     
    
     
      
     
     
      
           }
      
     
    
     
      
     
     
      
         }
      
     
    
     
      
     
     
      
       }

在上面的resize()函数中，如果有必要就做表格重建。操作分解如下：


   
    
     
      
     
     
      
       _M_buckets[__bucket] = __first->_M_next; 
       //(1)令旧的bucket指向其所对应之链表的下一个节点
      
     
    
     
      
     
     
      
       __first->_M_next = __tmp[__new_bucket]; 
       //(2)(3)将当前节点插入到新bucket内，成为其对应链表的第一个节点
      
     
    
     
      
     
     
      
       __tmp[__new_bucket] = __first; 
       //(4)回到旧的bucket所指的待处理链表，准备处理下一个节点


   
    
     
      
     
     
      
       //在不需要重建表格的情况下插入节点，键值不允许重复
      
     
    
     
      
     
     
      
       template <
       class _Val, class _Key, class _HF, class _Ex, class _Eq, class _All>
      
     
    
     
      
     
     
      
       pair<typename hashtable<_Val,_Key,_HF,_Ex,_Eq,_All>::iterator, bool> 
      
     
    
     
      
     
     
      
       hashtable<_Val,_Key,_HF,_Ex,_Eq,_All>
      
     
    
     
      
     
     
      
        ::insert_unique_noresize(
       const value_type& __obj)
      
     
    
     
      
     
     
      
       {
      
     
    
     
      
     
     
        
       const size_type __n = _M_bkt_num(__obj); 
       //决定obj应位于#n bucket
      
     
    
     
      
     
     
      
         _Node* __first = _M_buckets[__n]; 
       //令first指向bucket对应之串行头部
      
     
    
     
      
     
     
       
      
     
    
     
      
     
     
        
       //如果buckets[n]已被占用，此时first将不为0，于是进入以下循环，走过bucket所对应的整个链表
      
     
    
     
      
     
     
        
       for (_Node* __cur = __first; __cur; __cur = __cur->_M_next) 
      
     
    
     
      
     
     
          
       if (_M_equals(_M_get_key(__cur->_M_val), _M_get_key(__obj)))
      
     
    
     
      
     
     
            
       //如果发现与链表中的某键值相同，就不插入，立即返回
      
     
    
     
      
     
     
            
       return pair<iterator, 
       bool>(iterator(__cur, 
       this), 
       false);
      
     
    
     
      
     
     
        
       //离开循环（或根本不进入循环）时，first指向bucket所指链表的头结点
      
     
    
     
      
     
     
      
         _Node* __tmp = _M_new_node(__obj);
      
     
    
     
      
     
     
      
         __tmp->_M_next = __first;
      
     
    
     
      
     
     
      
         _M_buckets[__n] = __tmp; 
       //令新节点称为链表的第一个节点
      
     
    
     
      
     
     
      
         ++_M_num_elements; 
       //节点个数累加1
      
     
    
     
      
     
     
        
       return pair<iterator, 
       bool>(iterator(__tmp, 
       this), 
       true);
      
     
    
     
      
     
     
      
       }

插入操作（insert_equal）


   
    
     
      
     
     
      
       iterator insert_equal(const value_type& __obj)
      
     
    
     
      
     
     
      
       {
      
     
    
     
      
     
     
      
           resize(_M_num_elements + 
       1); 
       //在上面已介绍
      
     
    
     
      
     
     
          
       return insert_equal_noresize(__obj);
      
     
    
     
      
     
     
      
       }


   
    
     
      
     
     
      
       //在不需要重建表格的情况下插入新节点，键值允许重复
      
     
    
     
      
     
     
      
       template <
       class _Val, class _Key, class _HF, class _Ex, class _Eq, class _All>
      
     
    
     
      
     
     
      
       typename 
       hashtable<_Val,_Key,_HF,_Ex,_Eq,_All>::iterator 
      
     
    
     
      
     
     
      
       hashtable<_Val,_Key,_HF,_Ex,_Eq,_All>
      
     
    
     
      
     
     
      
         ::insert_equal_noresize(
       const value_type& __obj)
      
     
    
     
      
     
     
      
       {
      
     
    
     
      
     
     
        
       const size_type __n = _M_bkt_num(__obj);
      
     
    
     
      
     
     
      
         _Node* __first = _M_buckets[__n];
      
     
    
     
      
     
     
       
      
     
    
     
      
     
     
        
       for (_Node* __cur = __first; __cur; __cur = __cur->_M_next) 
      
     
    
     
      
     
     
          
       if (_M_equals(_M_get_key(__cur->_M_val), _M_get_key(__obj))) {
      
     
    
     
      
     
     
      
             _Node* __tmp = _M_new_node(__obj);
      
     
    
     
      
     
     
      
             __tmp->_M_next = __cur->_M_next;
      
     
    
     
      
     
     
      
             __cur->_M_next = __tmp;
      
     
    
     
      
     
     
      
             ++_M_num_elements;
      
     
    
     
      
     
     
            
       return iterator(__tmp, 
       this);
      
     
    
     
      
     
     
      
           }
      
     
    
     
      
     
     
       
      
     
    
     
      
     
     
      
         _Node* __tmp = _M_new_node(__obj);
      
     
    
     
      
     
     
      
         __tmp->_M_next = __first;
      
     
    
     
      
     
     
      
         _M_buckets[__n] = __tmp;
      
     
    
     
      
     
     
      
         ++_M_num_elements;
      
     
    
     
      
     
     
        
       return iterator(__tmp, 
       this);
      
     
    
     
      
     
     
      
       }

判断元素落脚点（bkt_num）

插入元素之后需要知道某个元素落脚于哪一个bucket内。这本来是哈希函数的责任，但是SGI把这个任务包装了一层，先交给bkt_num()函数，再由此函数调用哈希函数，取得一个可以执行modulus（取模）运算的数值
为什么要这么做？因为有些函数类型无法直接拿来对哈表表的大小进行模运算，例如字符串，这时候我们需要做一些转换
下面是bkt_num函数：


   
    
     
      
     
     
      
       //版本1：接受实值（value）和buckets个数
      
     
    
     
      
     
     
      
       size_type _M_bkt_num(
       const value_type& __obj, 
       size_t __n) 
       const
      
     
    
     
      
     
     
      
       {
      
     
    
     
      
     
     
          
       return _M_bkt_num_key(_M_get_key(__obj), __n); 
       //调用版本4
      
     
    
     
      
     
     
      
       }
      
     
    
     
      
     
     
       
      
     
    
     
      
     
     
      
       //版本2：只接受实值（value）
      
     
    
     
      
     
     
      
       size_type _M_bkt_num(
       const value_type& __obj) 
       const
      
     
    
     
      
     
     
      
       {
      
     
    
     
      
     
     
          
       return _M_bkt_num_key(_M_get_key(__obj)); 
       //调用版本3
      
     
    
     
      
     
     
      
       }
      
     
    
     
      
     
     
       
      
     
    
     
      
     
     
      
       //版本3，只接受键值
      
     
    
     
      
     
     
      
       size_type _M_bkt_num_key(
       const key_type& __key) 
       const
      
     
    
     
      
     
     
      
       {
      
     
    
     
      
     
     
          
       return _M_bkt_num_key(__key, _M_buckets.size()); 
       //调用版本4
      
     
    
     
      
     
     
      
       }
      
     
    
     
      
     
     
       
      
     
    
     
      
     
     
      
       //版本4：接受键值和buckets个数
      
     
    
     
      
     
     
      
       size_type _M_bkt_num_key(
       const key_type& __key, 
       size_t __n) 
       const
      
     
    
     
      
     
     
      
       {
      
     
    
     
      
     
     
          
       return _M_hash(__key) % __n; 
       //SGI的所有内建的hash()，在后面的hash functions中介绍
      
     
    
     
      
     
     
      
       }

复制（copy_from）和整体删除（clear）

由于整个哈希表由vector和链表组成，因此，复制和整体删除，都需要特别注意内存的释放问题
下面是clear()的定义：


   
    
     
      
     
     
      
       template <
       class _Val, class _Key, class _HF, class _Ex, class _Eq, class _All>
      
     
    
     
      
     
     
      
       void 
       hashtable<_Val,_Key,_HF,_Ex,_Eq,_All>::clear()
      
     
    
     
      
     
     
      
       {
      
     
    
     
      
     
     
        
       //针对每一个bucket
      
     
    
     
      
     
     
        
       for (size_type __i = 
       0; __i < _M_buckets.size(); ++__i) {
      
     
    
     
      
     
     
      
           _Node* __cur = _M_buckets[__i];
      
     
    
     
      
     
     
          
       //将bucket list中的每一个节点删除
      
     
    
     
      
     
     
          
       while (__cur != 
       0) {
      
     
    
     
      
     
     
      
             _Node* __next = __cur->_M_next;
      
     
    
     
      
     
     
      
             _M_delete_node(__cur);
      
     
    
     
      
     
     
      
             __cur = __next;
      
     
    
     
      
     
     
      
           }
      
     
    
     
      
     
     
      
           _M_buckets[__i] = 
       0; 
       //令bucket内容为null指针
      
     
    
     
      
     
     
      
         }
      
     
    
     
      
     
     
      
         _M_num_elements = 
       0; 
       //令总节点个数为0
      
     
    
     
      
     
     
       
       //注意，buckets vector并未释放迪奥空间，仍然保有原来大小
      
     
    
     
      
     
     
      
       }

下面是copy_from()的定义：


   
    
     
      
     
     
      
       template <
       class _Val, class _Key, class _HF, class _Ex, class _Eq, class _All>
      
     
    
     
      
     
     
      
       void hashtable<_Val,_Key,_HF,_Ex,_Eq,_All>
      
     
    
     
      
     
     
      
        ::_M_copy_from(
       const hashtable& __ht)
      
     
    
     
      
     
     
      
       {
      
     
    
     
      
     
     
      
         _M_buckets.clear();
       //先清除自己的bucket vector
      
     
    
     
      
     
     
        
       //为自己的buvkets vector保留空间，使与对方相同
      
     
    
     
      
     
     
        
       //如果自己空间大于对方就不动。如果自己空间小于对方，就增大
      
     
    
     
      
     
     
      
         _M_buckets.reserve(__ht._M_buckets.size());
      
     
    
     
      
     
     
        
       //从自己的buckets vector尾端开始，插入n个元素，其值为null
      
     
    
     
      
     
     
        
       //注意，此时buckets vector为空，所以所谓尾端，就是起头处
      
     
    
     
      
     
     
      
         _M_buckets.insert(_M_buckets.end(), __ht._M_buckets.size(), (_Node*) 
       0);
      
     
    
     
      
     
     
      
         __STL_TRY {
      
     
    
     
      
     
     
          
       //针对buckets vector
      
     
    
     
      
     
     
          
       for (size_type __i = 
       0; __i < __ht._M_buckets.size(); ++__i) {
      
     
    
     
      
     
     
            
       //复制vector的每一个元素（是个指针，指向节点）
      
     
    
     
      
     
     
            
       const _Node* __cur = __ht._M_buckets[__i];
      
     
    
     
      
     
     
            
       if (__cur) {
      
     
    
     
      
     
     
      
               _Node* __copy = _M_new_node(__cur->_M_val);
      
     
    
     
      
     
     
      
               _M_buckets[__i] = __copy;
      
     
    
     
      
     
     
               
      
     
    
     
      
     
     
              
       //针对同一个bucket list，复制每一个节点
      
     
    
     
      
     
     
              
       for (_Node* __next = __cur->_M_next; 
      
     
    
     
      
     
     
      
                    __next; 
      
     
    
     
      
     
     
      
                    __cur = __next, __next = __cur->_M_next) {
      
     
    
     
      
     
     
      
                 __copy->_M_next = _M_new_node(__next->_M_val);
      
     
    
     
      
     
     
      
                 __copy = __copy->_M_next;
      
     
    
     
      
     
     
      
               }
      
     
    
     
      
     
     
      
             }
      
     
    
     
      
     
     
      
           }
      
     
    
     
      
     
     
      
           _M_num_elements = __ht._M_num_elements; 
       //重新记录节点个数（哈希表的大小）
      
     
    
     
      
     
     
      
         }
      
     
    
     
      
     
     
      
         __STL_UNWIND(clear());
      
     
    
     
      
     
     
      
       }

六、hash functions

在<stl_hash_fun.h>中定义了一些hash functions，全都是仿函数
hash functions是计算元素位置的函数
SGI将这项任务赋予了先前提到过的bkt_num()函数，再由bkt_num()函数调用这些hash function，取得一个可以对hashtable进行模运算的值
针对char、int、long等整数类型，这里大部分的hash function什么都没有做，只是直接返回原值。但是对于字符串类型，就设计了一个转换函数如下：


  
   
    
     
    
    
     
      template <
      class _Key> struct hash { };
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
     
      inline 
      size_t __stl_hash_string(
      const 
      char* __s)
     
    
   
    
     
    
    
     
      {
     
    
   
    
     
    
    
       
      unsigned 
      long __h = 
      0; 
     
    
   
    
     
    
    
       
      for ( ; *__s; ++__s)
     
    
   
    
     
    
    
     
          __h = 
      5*__h + *__s;
     
    
   
    
     
    
    
       
     
    
   
    
     
    
    
       
      return 
      size_t(__h);
     
    
   
    
     
    
    
     
      }
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
     
      //以下所有的__STL_TEMPLATE_NULL在<stl_config.h>中被定义为template<>
     
    
   
    
     
    
    
     
      __STL_TEMPLATE_NULL 
      struct hash<char*>
     
    
   
    
     
    
    
     
      {
     
    
   
    
     
    
    
       
      size_t 
      operator()(
      const 
      char* __s) 
      const { 
      return __stl_hash_string(__s); }
     
    
   
    
     
    
    
     
      };
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
     
      __STL_TEMPLATE_NULL 
      struct hash<const char*>
     
    
   
    
     
    
    
     
      {
     
    
   
    
     
    
    
       
      size_t 
      operator()(
      const 
      char* __s) 
      const { 
      return __stl_hash_string(__s); }
     
    
   
    
     
    
    
     
      };
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
     
      __STL_TEMPLATE_NULL 
      struct hash<char> {
     
    
   
    
     
    
    
       
      size_t 
      operator()(
      char __x) 
      const { 
      return __x; }
     
    
   
    
     
    
    
     
      };
     
    
   
    
     
    
    
     
      __STL_TEMPLATE_NULL 
      struct hash<unsigned char> {
     
    
   
    
     
    
    
       
      size_t 
      operator()(
      unsigned 
      char __x) 
      const { 
      return __x; }
     
    
   
    
     
    
    
     
      };
     
    
   
    
     
    
    
     
      __STL_TEMPLATE_NULL 
      struct hash<signed char> {
     
    
   
    
     
    
    
       
      size_t 
      operator()(
      unsigned 
      char __x) 
      const { 
      return __x; }
     
    
   
    
     
    
    
     
      };
     
    
   
    
     
    
    
     
      __STL_TEMPLATE_NULL 
      struct hash<short> {
     
    
   
    
     
    
    
       
      size_t 
      operator()(
      short __x) 
      const { 
      return __x; }
     
    
   
    
     
    
    
     
      };
     
    
   
    
     
    
    
     
      __STL_TEMPLATE_NULL 
      struct hash<unsigned short> {
     
    
   
    
     
    
    
       
      size_t 
      operator()(
      unsigned 
      short __x) 
      const { 
      return __x; }
     
    
   
    
     
    
    
     
      };
     
    
   
    
     
    
    
     
      __STL_TEMPLATE_NULL 
      struct hash<int> {
     
    
   
    
     
    
    
       
      size_t 
      operator()(
      int __x) 
      const { 
      return __x; }
     
    
   
    
     
    
    
     
      };
     
    
   
    
     
    
    
     
      __STL_TEMPLATE_NULL 
      struct hash<unsigned int> {
     
    
   
    
     
    
    
       
      size_t 
      operator()(
      unsigned 
      int __x) 
      const { 
      return __x; }
     
    
   
    
     
    
    
     
      };
     
    
   
    
     
    
    
     
      __STL_TEMPLATE_NULL 
      struct hash<long> {
     
    
   
    
     
    
    
       
      size_t 
      operator()(
      long __x) 
      const { 
      return __x; }
     
    
   
    
     
    
    
     
      };
     
    
   
    
     
    
    
     
      __STL_TEMPLATE_NULL 
      struct hash<unsigned long> {
     
    
   
    
     
    
    
       
      size_t 
      operator()(
      unsigned 
      long __x) 
      const { 
      return __x; }
     
    
   
    
     
    
    
     
      };

hash functions无法处理的类型

hashtable无法处理上述所列各项类型之外的元素。例如string、double、float等，这些类型用户必须自己定义hash function

下面是处理string所获的错误现象

七、演示案例

下面是一个客户端程序


  
   
    
     
    
    
     
      #include <hash_set> //会包含<stl_hashtable.h>
     
    
   
    
     
    
    
     
      #include <iostream>
     
    
   
    
     
    
    
     
      using 
      namespace 
      std;
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
     
      int main()
     
    
   
    
     
    
    
     
      {
     
    
   
    
     
    
    
     
      	hashtable<
      int, 
      int, hash<
      int>, identity<
      int>, equal_to<
      int>, alloc>
     
    
   
    
     
    
    
     
      		iht(
      50, hash<
      int>(), equal_to<
      int>());
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
     	
      std::
      cout << iht.size() << 
      std::
      endl; 
      //0
     
    
   
    
     
    
    
     	
      std::
      cout << iht.bucket_count()() << 
      std::
      endl; 
      //53。这是STL供应的第一个质数
     
    
   
    
     
    
    
     	
      std::
      cout << iht.max_bucket_count() << 
      std::
      endl; 
      //4294967291，这是STL供应的最后一个质数
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
     
      	iht.insert_unique(
      59);
     
    
   
    
     
    
    
     
      	iht.insert_unique(
      63);
     
    
   
    
     
    
    
     
      	iht.insert_unique(
      108);
     
    
   
    
     
    
    
     
      	iht.insert_unique(
      2);
     
    
   
    
     
    
    
     
      	iht.insert_unique(
      53);
     
    
   
    
     
    
    
     
      	iht.insert_unique(
      55);
     
    
   
    
     
    
    
     	
      std::
      cout << iht.size() << 
      std::
      endl; 
      //6。这个就是hashtable<T>::num_element
     
    
   
    
     
    
    
     	
     
    
   
    
     
    
    
     	
     
    
   
    
     
    
    
     	
      //下面声明一个hashtable迭代器
     
    
   
    
     
    
    
     
      	hashtable<
      int, 
      int, hash<
      int>, identity<
      int>, equal_to<
      int>, alloc>::iterator
     
    
   
    
     
    
    
     
      		ite = iht.begin();
     
    
   
    
     
    
    
     		
     
    
   
    
     
    
    
     	
      //遍历hashtable
     
    
   
    
     
    
    
     	
      for (
      int i = 
      0; i < iht.size(); ++i, ++ite)
     
    
   
    
     
    
    
     		
      std::
      cout << *ite << 
      std::
      endl; 
      //53 55 2 108 59 53
     
    
   
    
     
    
    
     	
      std::
      cout << 
      std::
      endl;
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
     	
      //遍历所有buckets。如果其节点个数不为0，就打印节点个数
     
    
   
    
     
    
    
     	
      for (
      int i = 
      0; i < iht.bucket_count(); ++i) {
     
    
   
    
     
    
    
     		
      int n = iht.elems_in_bucket(i);
     
    
   
    
     
    
    
     		
      if (n != 
      0)
     
    
   
    
     
    
    
     			
      std::
      cout << 
      "bucket[" << i << 
      "]has"<<n<<
      "elems." << 
      std::
      endl;
     
    
   
    
     
    
    
     
      	}
     
    
   
    
     
    
    
     	
      //会打印如下内容
     
    
   
    
     
    
    
     	
      //bucket[0] has 1 elems
     
    
   
    
     
    
    
     	
      //bucket[2] has 3 elems
     
    
   
    
     
    
    
     	
      //bucket[6] has 1 elems
     
    
   
    
     
    
    
     	
      //bucket[10] has 1 elems
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
     	
      /*为了验证bucket(list)的容量就是buckets vector的大小，
     
    
   
    
     
    
    
     
       这里从hastable<T>::Resize()得到结果。此处刻意将元素加到54个，
     
    
   
    
     
    
    
     
       看看是否发生”表格重建“
     
    
   
    
     
    
    
     
       */
     
    
   
    
     
    
    
     	
      for (
      int i = 
      0; i <= 
      47; ++i)
     
    
   
    
     
    
    
     
      		iht.insert_equal(i);
     
    
   
    
     
    
    
     	
      std::
      cout << iht.size() << 
      std::
      endl; 
      //54。元素(节点)个数
     
    
   
    
     
    
    
     	
      std::
      cout << iht.bucket_count() << 
      std::
      endl; 
      //97，buckets个数
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
     	
      //遍历所有buckets，如果其节点个数不为0，就打印节点个数
     
    
   
    
     
    
    
     	
      for (
      int i = 
      0; i < iht.bucket_count(); ++i) {
     
    
   
    
     
    
    
     		
      int n = iht.elems_in_bucket(i);
     
    
   
    
     
    
    
     		
      if (n != 
      0)
     
    
   
    
     
    
    
     			
      std::
      cout << 
      "bucket[" << i << 
      "]has" << n << 
      "elems." << 
      std::
      endl;
     
    
   
    
     
    
    
     
      	}
     
    
   
    
     
    
    
     	
      //打印的结果为：bucket[2]和bucket[11]的节点个数为2
     
    
   
    
     
    
    
     	
      //其余的bucket[0]~bucket[47]的节点个数为1
     
    
   
    
     
    
    
     	
      //此外，bucket[53],[55],[59],[63]的节点个数均为1
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
     	
      //以迭代器遍历hashtable，将所有节点的值打印出来
     
    
   
    
     
    
    
     
      	ite = iht.begin();
     
    
   
    
     
    
    
     	
      for (
      int i = 
      0; i < iht.size(); ++i, ++ite)
     
    
   
    
     
    
    
     		
      std::
      cout << *ite << 
      " ";
     
    
   
    
     
    
    
     	
      std::
      cout << 
      std::
      endl;
     
    
   
    
     
    
    
     	
      //0 1 2 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 108 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
     
    
   
    
     
    
    
     	
      //22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42
     
    
   
    
     
    
    
     	
      //43 44 45 46 47 53 55 59 63
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
     	
      std::
      cout << *(iht.find(
      2)) << 
      std::
      endl;  
      //2
     
    
   
    
     
    
    
     	
      std::
      cout << *(iht.count(
      2)) << 
      std::
      endl; 
      //2
     
    
   
    
     
    
    
      
     
    
   
    
     
    
    
     	
      return 
      0;
     
    
   
    
     
    
    
     
      }

一开始保留了50个节点，由于最接近的STL质数为53，所以buckets vector保留的是53个buckets，每个buckets（指针，指向一个hashtable节点）的初值为0
接下来，循环加入6个元素：53、55、2、108、59、63。于是hash table变为下面的样子

接下来，再插入48个元素，总元素达到54个，超过当时的buckets vector的大小，哈希表需要重建，于是哈希表变为下面的样子

程序最后使用了hash table提供的find和count函数，寻找键值为2的元素，以及计算键值为2的元素个数。注意：键值相同的元素，一定落在同一个bucket list中。下面是find和count的源码


  
   
    
     
    
    
     
      iterator find(const key_type& __key) 
     
    
   
    
     
    
    
     
      {
     
    
   
    
     
    
    
     
          size_type __n = _M_bkt_num_key(__key); 
      //查看在哪一个bucket内
     
    
   
    
     
    
    
     
          _Node* __first;
     
    
   
    
     
    
    
         
      //下面，从bucket list的头开始，一一对比每个元素的键值，对比成功就退出
     
    
   
    
     
    
    
         
      for ( __first = _M_buckets[__n];
     
    
   
    
     
    
    
     
                __first && !_M_equals(_M_get_key(__first->_M_val), __key);
     
    
   
    
     
    
    
     
                __first = __first->_M_next)
     
    
   
    
     
    
    
     
            {}
     
    
   
    
     
    
    
         
      return iterator(__first, 
      this);
     
    
   
    
     
    
    
     
      }


  
   
    
     
    
    
     
      size_type count(const key_type& __key) const
     
    
   
    
     
    
    
     
      {
     
    
   
    
     
    
    
         
      const size_type __n = _M_bkt_num_key(__key); 
      //查看在哪一个bucket内
     
    
   
    
     
    
    
     
          size_type __result = 
      0;
     
    
   
    
     
    
    
         
     
    
   
    
     
    
    
         
      //下面，从bucket list的头开始，一一对比每个元素的键值，对比成功就累加1
     
    
   
    
     
    
    
         
      for (
      const _Node* __cur = _M_buckets[__n]; __cur; __cur = __cur->_M_next)
     
    
   
    
     
    
    
           
      if (_M_equals(_M_get_key(__cur->_M_val), __key))
     
    
   
    
     
    
    
     
              ++__result;
     
    
   
    
     
    
    
         
      return __result;
     
    
   
    
     
    
    
     
      }

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