【C++】之哈希——unordered系列关联式容器/HashTable的底层结构/HashTable的模拟实现/哈希的应用/基于Hash和位图的海量数据处理面试题

在此文章之前呢 我分享一下我学习C++中的STL源码的心得 最开始学习的是vector和string 这一部分实现起来比较简单 具体可以去看看我前面写的博客 然后就是stack和queue这部分序列式就是所谓的站和队列 这部分我没有以博客的形式呈现出来 具体大家可以去参考一下stack和queue的STL源码 然后就是学的list容器 这部分也比较简单 大家感兴趣可以去看看我写的博客 也是写到了的 然后就是deque双端队列这部分大家可以去参考侯捷老师的STL源码剖析shizhi 我下面也会给大家把图片和源代码给大家呈现出来 最后就是我们今天要讲解的map和set以及unordered_map和unordered_set以及我们的重点HashTable 那么我们就开始我们的今天的哈希的学习 注意今天这部分内容算是C++里面最难的内容 哈希表大概涉及了C++中的模板和泛型编程以及含函数和迭代器——所谓的smart poniter智能指针以及我们的继承多态和封装的知识

1.stack序列式容器

stack官方文档

1. stack是一种容器适配器，专门用在具有后进先出操作的上下文环境中，其删除只能从容器的一端进行元素的插入与提取操作
2. stack是作为容器适配器被实现的，容器适配器即是对特定类封装作为其底层的容器，并提供一组特定的成员函数来访问其元素，将特定类作为其底层的，元素特定容器的尾部(即栈顶)被压入和弹出
3. stack的底层容器可以是任何标准的容器类模板或者一些其他特定的容器类，这些容器类应该支持以下操作：

   empty：判空操作

   back：获取尾部元素操作

   push_back：尾部插入元素操作

   pop_back：尾部删除元素操作

4. 标准容器vector、deque、list均符合这些需求，默认情况下，如果没有为stack指定特定的底层容器，默认情况下使用deque

   

   

2.queue序列式容器

queue序列式容器官方文档

1. 队列是一种容器适配器，专门用于在FIFO上下文(先进先出)中操作，其中从容器一端插入元素，另一端提取元素
2. 队列作为容器适配器实现，容器适配器即将特定容器类封装作为其底层容器类，queue提供一组特定的成员函数来访问其元素。元素从队尾入队列，从队头出队列
3. 底层容器可以是标准容器类模板之一，也可以是其他专门设计的容器类。该底层容器应至少支持以下操作:

   empty：检测队列是否为空

   size：返回队列中有效元素的个数

   front：返回队头元素的引用

   back：返回队尾元素的引用

   push_back：在队列尾部入队列

   pop_front：在队列头部出队列

4. 标准容器类deque和list满足了这些要求。默认情况下，如果没有为queue实例化指定容器类，则使用标准容器deque

   

3.priority_queue序列式容器

priority_queue是一个优先级队列 大概解释如下

1. 优先队列是一种容器适配器，根据严格的弱排序标准，它的第一个元素总是它所包含的元素中最大的
2. 此上下文类似于堆，在堆中可以随时插入元素，并且只能检索最大堆元素(优先队列中位于顶部的元素)
3. 优先队列被实现为容器适配器，容器适配器即将特定容器类封装作为其底层容器类，queue提供一组特定的成员函数来访问其元素。元素从特定容器的“尾部”弹出，其称为优先队列的顶部
4. 底层容器可以是任何标准容器类模板，也可以是其他特定设计的容器类。容器应该可以通过随机访问迭代器访问，并支持以下操作：

   empty()：检测容器是否为空

   size()：返回容器中有效元素个数

   front()：返回容器中第一个元素的引用

   push_back()：在容器尾部插入元素

   pop_back()：删除容器尾部元素

5. 标准容器类vector和deque满足这些需求。默认情况下，如果没有为特定的priority_queue类实例化指定容器类，则使用vector
6. 需要支持随机访问迭代器，以便始终在内部保持堆结构。容器适配器通过在需要时自动调用算法函数make_heap、push_heap和pop_heap来自动完成此操作

   priority_queue的底层模拟实现如下

#pragma once
#include 
using namespace std;
#include 
// priority_queue--->堆
namespace bite
{
	template
	struct less
	{
		bool operator()(const T& left, const T& right)
		{
			return left  right;
		}
	};
	template
	class priority_queue
	{
	public:
		// 创造空的优先级队列
		priority_queue() : c() {}
		template
		priority_queue(Iterator first, Iterator last)
			: c(first, last)
		{
			// 将c中的元素调整成堆的结构
			int count = c.size();
			int root = ((count - 2) >> 1);
			for (; root >= 0; root--)
				AdjustDown(root);
		}
		void push(const T& data)
		{
			c.push_back(data);
			AdjustUP(c.size() - 1);
		}
		void pop()
		{
			if (empty())
				return;
			swap(c.front(), c.back());
			c.pop_back();
			AdjustDown(0);
		}
		size_t size()const
		{
			return c.size();
		}
		bool empty()const
		{
			return c.empty();
		}
		// 堆顶元素不允许修改，因为：堆顶元素修改可以会破坏堆的特性
		const T& top()const
		{
			return c.front();
		}
	private:
		// 向上调整
		void AdjustUP(int child)
		{
			int parent = ((child - 1) >> 1);
			while (child)
			{
				if (Compare()(c[parent], c[child]))
				{
					swap(c[child], c[parent]);
					child = parent;
					parent = ((child - 1) >> 1);
				}
				else
				{
					return;
				}
			}
		}
		// 向下调整
		void AdjustDown(int parent)
		{
			size_t child = parent * 2 + 1;
			while (child