C++. Сборник рецептов - [92]

   << " is " << p->second << endl;
 }
}

map — это прекрасный способ хранить пары ключ/значение. После того как вы поймете поведение его частей, таких как operator[] и хранение данных (в виде объектов pair), map предоставит простоту в использовании и высокую производительность.

Смотри также

Рецепт 6.7.

6.7. Использование хеш-контейнеров

Проблема

Требуется сохранить ключи и значения, обеспечив постоянное время доступа к элементам, и не требуется хранения элементов в упорядоченном виде.

Решение

Используйте один из связанных с хешами контейнеров — hash_map или hash_set. Однако помните, что они не входят в число стандартных контейнеров, определяемых стандартом С++, а представляют собой расширения, включаемые большинством реализаций стандартной библиотеки. Пример 6.8 показывает, как использовать hash_set.

Пример 6.8. Хранение строк в hash_set

#include
#include
#include

int main() {
 hash_set hsString;
 string s = "bravo";
 hsString.insert(s);
 s = "alpha";
 hsString.insert(s);
 s = "charlie";
 hsString.insert(s);
 for (hash set::const_iterator p = hsString.begin();
  p != hsString.end(); ++p)
  cout << *p << endl; // заметьте, что здесь не гарантируется хранение
                      // в упорядоченном виде
}

Обсуждение

Контейнеры, основанные на хешах, — это популярные во всех языках структуры данных, и прискорбно, что стандарт C++ не требует их реализации. Однако если требуется использовать хеш-контейнер, то не все потеряно: высока вероятность, что используемая вами реализация стандартной библиотеки содержит hash_map и hash_set, но тот факт, что они не стандартизованы, означает, что их интерфейсы могут отличаться от одной реализации стандартной библиотеки к другой. Я опишу хеш-контейнеры, которые поставляются в составе реализации стандартной библиотеки STLPort.

STLPort — это свободно распространяемая переносимая реализация стандартной библиотеки, существующая уже довольно длительное время и предоставляющая хеш-контейнеры. При использовании другой библиотеки интерфейс может быть другим, но общая идея будет той же самой.

Главной особенностью хеш-контейнеров (называемых во многих книгах по ассоциативными хеш-контейнерами) является то, что они в общем случае предоставляют постоянное время поиска, вставки и удаления элементов, а в худшем случае эти операции имеют линейное время. Ценой постоянного времени выполнения этих операций является то, что в хеш-контейнере они хранятся в неупорядоченном виде, как в map.

Посмотрите на пример 6.8. Использование хеш-контейнера (в данном случае hash_set) довольно просто — объявите его как большинство других контейнеров и начните вставлять в него элементы.

hash_set hsString; // hash_set строк
string s = "bravo";
hsString.insert(s); // Вставка копии s

Использование hash_map аналогично, за исключением того, что требуется, как минимум, указать типы данных используемых ключей и значений. Это аналогично map.

hash_map
hmStrings; // Отображение строк на строки
string key = "key";
string val = "val";
hmStrings[key] = val;

Это только основы использования хеш-контейнеров. Также имеется набор параметров шаблона, которые позволяют указать используемую хеш-функцию, функцию, проверяющую ключи на эквивалентность, и объект, используемый для распределения памяти. Я опишу их немного позже.

В большинстве библиотек есть четыре хеш-контейнера, и они похожи на другие ассоциативные контейнеры стандартной библиотеки (т.е. map и set). Это hash_map, hash_multimap, hash_set и hash_multiset. хеш-контейнеры реализуются с помощью хеш- таблицы. Хеш-таблица — это структура данных, которая обеспечивает постоянное время доступа к элементам, используя для этого хеш-функцию перехода к месту, близкому к хранению искомого объекта, а не проход по древовидной структуре. Разница между hash_map и hash_set состоит в том, как данные хранятся в хеш-таблице.

Объявления контейнеров, использующих хеш-таблицу, в STLPort выглядят так.

hash_map
 Value,                   // Тип значения,
                          // связанного с ключом
 HashFun = hash,     // Используемая хеш-функция
 EqualKey = equal_to // Функция, используемая для
                          // проверки равенства ключей
 Alloc = alloc>;          // Используемый распределитель памяти

hash_set
 HashFun = hash,      // Используемая хеш-функция
 EqualKey = equal_to, // Функция, используемая для
                           // проверки равенства ключей
 Alloc = alloc>;           // Используемый распределитель памяти
hash_map — это хеш-таблица, которая хранит значения как объекты pair. Это означает, что когда я буду далее описывать хеш-таблицы, «элементы» в таблице будут означать пары ключ/значение. hash_map не хранит ключи значение по отдельности (как и map). hash_set просто хранит ключ как значение.
Параметр шаблона HashFun — это функция, которая превращает объекты типа Key в значения, которые могут быть сохранены как size_t. Более подробно это описывается ниже. Параметр шаблона