STL源码剖析学习十一：hashtable

二叉搜索树具有对数时间的搜索复杂度，但是这样的复杂度是再输入数据有足够的随机性的假设上
哈希表在插入删除搜索操作上也具有常数时间的表现，而且这种表现是以统计为基础，不需要依赖输入元素的随机性

hashtable提供对任何有名项的存取操作和删除操作，可以视为一种字典结构，

负载系数：元素个数除以表格大小，除非使用开链，负载系数永远在0,1之间

碰撞的解决方法：
线性探测：
当hash function计算出某个元素的插入位置，而在该位置上的空间已经不可用时，循序往下寻找，
如果到达尾端则绕到头部继续寻找，直到找到一个可用的空间为止。
只要表格足够大，肯定能找到一个位置存放数据。
进行元素搜索时，如果计算出来的位置上的元素与我们搜索的目标不符，就循序一一往下寻找，直到找出符合者或者遇上空格。
元素的删除必须使用惰性删除，就是只标记删除记号而不是真正删除，当哈希表重新整理时再实际删除。
带来的问题：可能存在主集团，有一大团用过的数据，操作很可能在主集团中反复搜索，不断解决碰撞问题，最后找到合适的位置，但是又助长了主集团的范围。

二次探测：主要用来解决主集团的问题
如果计算得的位置H已经被占用，就尝试H+i*i。

开链：在每个表格中维护一个list，hash function计算得到一个位置，然后再那个list上进行删除查找插入的操作。
此时表格的负载系数将大于1。
STL中的哈希表就是用这种做法。

hashtable的桶与节点:
表格内的每个单元，涵盖的不只是节点（元素），还可以是一个桶节点。

hash table的节点定义：
template <class value>
struct __hashtable_node
{
__hashtable_node* next;
value val;
}

buckets的聚合体，是以vector完成，以便有动态扩充能力。

hashtable的迭代器：
迭代器只有++没有--操作，也没有逆向迭代器。

operator++（）
{
检查当前节点的下一个节点
如果存在就是它
如果不存在则寻找下一个bucket
取下一个bucket的第一个元素
}

hashtable的数据结构
template<class value, 节点的实值类别
class key, 节点的键值类别
class HashFcn, hash function函数类别
class ExtractKey, 从节点中取出键值的方法
class EqualKey, 判断键值相同与否的方法
class Alloc> 空间配置器，默认使用std::alloc

hashtable的插入与表格重整：

insert_unique(const value_type& obj)//不允许元素重复的插入
{
resize(num_elements+1);//判断是否需要重整表格
return insert_unique_noresize(obj);
}

判断是否需要重建，如果不需要则返回，如果需要则重建

resize()
{
判断表格是否需要重建：拿元素个数和bucket vector的大小来比，如果前者比后者大就重整
（因此，每个bucket(list)的大小和bucket vector的大小相同
如果要重建，则找出下一个质数作为vector的大小，建立新的buckets
处理每一个旧的bucket{
建立一个新的节点指向节点所指的串行的起始节点
处理每一个旧bucket所含串行的每一个节点{
找出节点落在哪一个新的bucket内
令旧bucket指向其所指的串行的下一个节点
将当前节点插入到新的bucket内，成为其串行的第一个节点
回到旧bucket所指的待处理串行，准备处理下一个节点
}
}
新旧两个buckets对调，如果双方大小不同，大的会变小，小的会变大
离开时释放temp的内存
}

不需要重建的情况下插入

insert_unique_noresize()
{
计算出obj应该位于哪个bucket
令first指向bucket对应的串行的头部
如果bucket已经被占用，检查整个链表
如果发现链表中有相同的元素，就立即返回
产生新节点，令新节点为链表的第一个节点，节点个数加一
}

如果允许相同元素存在，则调用

insert_equal_noresize()
{
计算obj应该位于哪个bucket
令first指向bucket对应的串行的头部
如果bucket已经被占用，检查整个链表
如果发现链表中有相同元素，则产生新节点，插入目前节点之后，节点数加一
返回一个迭代器，指向新节点

进行到这里说明没有发现新节点
产生新节点
将新节点插入到链表的头部，节点个数加一
返回一个迭代器，指向新节点
}

查找

find（）
{
计算obj应该位于哪个bucket
从头部开始，一一对比每个元素的键值，比对成功就返回
}

统计

count()
{
计算obj应该位于哪个bucket
从bucket list的头开始，一一对比每个元素的键值，对比成功就加一
}

hash function
计算元素的位置，SGI将这项任务先给了bkt_num()，然后再由它调用hash function，取得一个可以对hashtable进行模运算的值
对于char int long 都只是忠实的返回原值
const char *设计一个转换函数
for(;*s;++s)
h=5*h+*s
而对于string double float都必须由用户来定义hash function

hash_set
由于hash_set所供应的操作接口hashtable都提供了，所以几乎所有的hash_set操作行为，都只是转调用hashtable的操作行为而已
hash_set没有自动排序功能
使用方式和set完全相同

其余的hash_map hash_multimap hash_multiset用法和其对应的非hash的版本相同。