unordered_map源码解析和个人理解

参考链接 https://blog.csdn.net/ddkxddkx/article/details/6555754

还有这个源码解析https://zrj.me/archives/1248

1.下面的代码结果是多少？

#include <unordered_map>
#include <cstring>
#include <iostream>
using namespace std;
class A  // 自定义类型必须手写比较函数
{
public:A(): val(0) {}int get_val() const {return val;}bool operator== (const A& b) const {return val == b.get_val();}
private:int val;
};struct A_hash // 自定义类型必须手写哈希函数
{size_t operator() (const A& s) const{// return __stl_hash_string(s.c_str());return s.get_val()%10;}
};int main()
{A a;unordered_map<A, int, A_hash, equal_to<A> > m;m[a] = 1;A b;m[b] = 2;cout << m[a] << endl;return 0;
}

答案：2

为什么是2呢？

这要从unordered_map的原型来看

  template<class _Key, class _Tp,class _Hash = hash<_Key>,class _Pred = std::equal_to<_Key>,class _Alloc = std::allocator<std::pair<const _Key, _Tp> > >class unordered_map

unordered_map<string, int>

相当于

unordered_map<string, int, hash<int>, equal_to<int>, allocator<pair<const string, int>>>

1.哈希函数

struct hash<int> {size_t operator()(int __x) const { return __x; }
};

如果是自定义类型，要自己实现哈希函数

2.比较函数

比较函数用于当哈希值对应的位置已经有值的时候，进行比较

3.显式具体化

hashtable.h

/// Base types for unordered_map.template<bool _Cache>using __umap_traits = __detail::_Hashtable_traits<_Cache, false, true>;template<typename _Key,typename _Tp,typename _Hash = hash<_Key>,typename _Pred = std::equal_to<_Key>,typename _Alloc = std::allocator<std::pair<const _Key, _Tp> >,typename _Tr = __umap_traits<__cache_default<_Key, _Hash>::value>>using __umap_hashtable = _Hashtable<_Key, std::pair<const _Key, _Tp>,_Alloc, __detail::_Select1st,_Pred, _Hash,__detail::_Mod_range_hashing,__detail::_Default_ranged_hash,__detail::_Prime_rehash_policy, _Tr>;// _Key std::pair<const _Keym _Tp>
typedef __umap_hashtable<_Key, _Tp, _Hash, _Pred, _Alloc>  _Hashtable;
_Hashtable _M_h;explicit
unordered_map(size_type __n,const hasher& __hf = hasher(),const key_equal& __eql = key_equal(),const allocator_type& __a = allocator_type())
: _M_h(__n, __hf, __eql, __a)
{}

__umap_hashtable:

     template<bool _Cache_hash_code, bool _Constant_iterators, bool _Unique_keys>struct _Hashtable_traits{using __hash_cached = __bool_constant<_Cache_hash_code>;using __constant_iterators = __bool_constant<_Constant_iterators>;using __unique_keys = __bool_constant<_Unique_keys>;};

_HashTable

下面是__cache_default

template<typename _Tp, typename _Hash>using __cache_default=  __not_<__and_<// Do not cache for fast hasher.__is_fast_hash<_Hash>,// Mandatory to have erase not throwing.__detail::__is_noexcept_hash<_Tp, _Hash>>>;

  template<typename _Key, typename _Value, typename _Alloc,typename _ExtractKey, typename _Equal,typename _H1, typename _H2, typename _Hash,typename _RehashPolicy, typename _Traits>class _Hashtable: public __detail::_Hashtable_base<_Key, _Value, _ExtractKey, _Equal,_H1, _H2, _Hash, _Traits>,public __detail::_Map_base<_Key, _Value, _Alloc, _ExtractKey, _Equal,_H1, _H2, _Hash, _RehashPolicy, _Traits>,public __detail::_Insert<_Key, _Value, _Alloc, _ExtractKey, _Equal,_H1, _H2, _Hash, _RehashPolicy, _Traits>,public __detail::_Rehash_base<_Key, _Value, _Alloc, _ExtractKey, _Equal,_H1, _H2, _Hash, _RehashPolicy, _Traits>,public __detail::_Equality<_Key, _Value, _Alloc, _ExtractKey, _Equal,_H1, _H2, _Hash, _RehashPolicy, _Traits>,

默认的哈希函数

      __hash_code_M_hash_code(const _Key& __k) const{// code2// std::cout << "code2" << std::endl;return _M_h1()(__k); }

_M_h1():

      const _H1&_M_h1() const { std::cout << "const_M_h1" << std::endl; return __ebo_h1::_S_cget(*this); }

__ebo_h1::_S_cget(*this):

      using __ebo_h1 = _Hashtable_ebo_helper<1, _H1>;using __ebo_h2 = _Hashtable_ebo_helper<2, _H2>;

  template<int _Nm, typename _Tp>struct _Hashtable_ebo_helper<_Nm, _Tp, true>: private _Tp{_Hashtable_ebo_helper() = default;template<typename _OtherTp>_Hashtable_ebo_helper(_OtherTp&& __tp): _Tp(std::forward<_OtherTp>(__tp)){ }static const _Tp&_S_cget(const _Hashtable_ebo_helper& __eboh){ return static_cast<const _Tp&>(__eboh); }static _Tp&_S_get(_Hashtable_ebo_helper& __eboh){ return static_cast<_Tp&>(__eboh); }};

返回一个H1,H1是什么？第六个参数

template<typename _Key,typename _Tp,typename _Hash = hash<_Key>,typename _Pred = std::equal_to<_Key>,typename _Alloc = std::allocator<std::pair<const _Key, _Tp> >,typename _Tr = __umap_traits<__cache_default<_Key, _Hash>::value>>using __umap_hashtable = _Hashtable<_Key, std::pair<const _Key, _Tp>,_Alloc, __detail::_Select1st,_Pred, _Hash, // 这是第六个参数__detail::_Mod_range_hashing, // _M_bucket_index__detail::_Default_ranged_hash,__detail::_Prime_rehash_policy, _Tr>;

就是用默认的哈希函数来计算键值

所以，对自定义类型，需要自己实现哈希函数与比较函数

插入：

      operator[](const key_type& __k){ return _M_h[__k]; }

hashtable_policy.h

using __hashtable = _Hashtable<_Key, _Value, _Alloc, _ExtractKey,_Equal, _H1, _H2, _Hash,_RehashPolicy, _Traits>;template<typename _Key, typename _Pair, typename _Alloc, typename _Equal,typename _H1, typename _H2, typename _Hash,typename _RehashPolicy, typename _Traits>auto_Map_base<_Key, _Pair, _Alloc, _Select1st, _Equal,_H1, _H2, _Hash, _RehashPolicy, _Traits, true>::operator[](const key_type& __k)-> mapped_type&{__hashtable* __h = static_cast<__hashtable*>(this); // 这个只能在子类方法中使用__hash_code __code = __h->_M_hash_code(__k); // 计算哈希值std::size_t __n = __h->_M_bucket_index(__k, __code);__node_type* __p = __h->_M_find_node(__n, __k, __code);if (!__p){__p = __h->_M_allocate_node(std::piecewise_construct,std::tuple<const key_type&>(__k),std::tuple<>());return __h->_M_insert_unique_node(__n, __code, __p)->second;}return __p->_M_v().second;}

下面来看一看_M_bucket_index

      std::size_t_M_bucket_index(const _Key&, __hash_code __c, std::size_t __n) const{//std::cout << "bucket2" << std::endl;return _M_h2()(__c, __n); }

看一看_M_h2:

      const _H2&_M_h2() const { return __ebo_h2::_S_cget(*this); }_H2&_M_h2() { return __ebo_h2::_S_get(*this); }

返回了 H2

     struct _Mod_range_hashing{typedef std::size_t first_argument_type;typedef std::size_t second_argument_type;typedef std::size_t result_type;result_typeoperator()(first_argument_type __num,second_argument_type __den) const noexcept{return __num % __den;}};

如果两个key相等的时候，不用插入

不相等，则在桶里面插入

查找：

两个key相等放回

不相等找下一个

函数原型

template <class _Tp>
struct equal_to : public binary_function<_Tp,_Tp,bool>
{bool operator()(const _Tp& __x, const _Tp& __y) const { return __x == __y; }
};

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