C++ STL hash_map的使用以及STL hash_map的大“坑”

1  template<class _Key, class _Tp, class _HashFn = hash<_Key>,
2        class _EqualKey = equal_to<_Key>, class _Alloc = allocator<_Tp> >
3     class hash_map
4     {
5     //内容定义
6     }

　　其中的_Key当然是你使用的hash的关键字。用它可以唯一确定一个hash节点。_Tp是hash中存放的节点内容的类。_HashFn是hash_map的散列函数，默认采用hash<Key>这个模版函数，后面会详细说明。_EqualKey是hash的匹配函数，缺省使用系统定义的equal_to, 会在后面详细说明。_Alloc是容器的空间配置器。这不是本文讨论的重点内容，在这篇文章中有我实现仿造源代码实现了一个空间配置其，里面注释很详细，有兴趣可以看下　　http://www.cnblogs.com/zxtp/p/4975888.html。

　　如果你想要写使用hash_map容器，应该这样定义：

　　 1 hash_map<int, int> Hash; 

　　当然，其中的_Key与_Tp参数也可以是你想要的任何类型，包括字符串、结构体、类等。只是需要你多做一些事情（后面会详细介绍）。hash_map中默认支持如下几种类型：

　　　　char、char *、const char *、unsigned char、signed char、short、unsigned short、int、unsigned int、long、unsignd long。

　　也就是说你使用这几种类型作为参数时，不需要做其它工作。

　　在hash_map中进行插入有三种方式，都是把它封装成对象的形式。如下：

1     Hash[10] = 100;
2     Hash.insert(hash_map<int, int>::value_type(20, 200));
3     Hash.insert(pair<int, int>(30, 300));

三、在hash_map中常用的操作（以下的代码都是以创建的hash表为例）

　　1）、在hash_map的查询操作，如下：

1 hash_map<int, int>::iterator it;    //创建一个迭代器变量
2 it = Hash.find(100);                      //在表中查询Key值为100的节点  
3 if(it != Hash.end())                        //表示含有该元素，反之则没有
4 {
5     cout << "有该元素" << endl;
6 }                    

　　2）、在hash_map中的操作还有很多，这里只说了查找，这是因为本文后面会用到查找。其它的操作，网上很多例子，这里就不再做重复工作了。

四、如何使用其它自定义参数类型作为Key？

　　如何在hash中使用其它类型作为Key的参数呢？在hash_map中，如果你想使用自己定义的类型作为hash的Key值，那就需要你去实现它的散列函数和匹配函数。散列函数和比较函数都是对运算符"()"的重载，但是重载的内容不一样。具体例子如下：

　　页式内存管理中，如果需要得到某段内存中存放的内容，你需要两个量：一个是内存页数，一个是在该页的偏移量。假设这里为内存建立一个索要，就以这两个量来当作hash表的关键字，只要你给出这两个量我就能索引到内存的具体位置。我可以用如下的结构作为hash_map的Key值。

1 struct stIndex
2 {
3 public:
4     unsigned int uiPage;//内存页数
5     unsigned int uiOffset;//在该页的偏移量
6 };

然后需要重载散列函数，注意这个格式是固定的，你必须这样写，或者写在定义一个类，封装在类里面。实现如下：

1 //hash散列函数，重载"()"
2 struct stHash
3 {
4     size_t operator() (const stIndex& key) const
5     {
6         return key.uiPage;//这里我只用了其中一个字段作为其散列依据
7     }
8 };

这里的散列函数其实不是真正意义上的散列函数，因为在hash_map的后面，会做一次取模的运算。

还需要重载比较函数。其格式和上面一样，也是固定的。

1 //hash的Key值比对函数，重载"()"
2 struct stEqualKey
3 {
4     bool operator()(const stKey& Key1, const stKey& Key2) const
5     {
6         return Key1.uiPage == Key2.uiPage
7                 && Key1.uiOffset == Key2.uiOffset;
8     }
9 };

准备工作完成了，现在可以使用自定义类型作为hash的key值了。只是需要显示地指定你重载的hash函数和比较函数。像下面这样定义:

 1 hash_map<stIndex, void *vpPointer, stHash, stEqualKey> Hash; 

其它的操作都是一样的了，这里就不再赘述了。

五、hash_map的一大“坑”！

　　为什么说这是一大“坑”呢？请耐心往下看！

　　在hash_map中，你可能会有如下的定义：

hash_map<char *, string> Hash;//这里的内容使用string是为了区分出char *

　　这样的定义是没有错的，前面也说过，hash_map支持char *类型作为Key值。但是使用的时候就会出现一些意想不到的问题。如下：

1 char pszKey[] = "abc";
2 string sValue = "cdefg";
3 Hash[pszStr] = sValue;//插入到hash中，并且成插入了
4 
5 hash_map<char *, string >::iterator it;
6 it = find("abc");//查找不到刚才插入的内容
7 
8 it = find(pszKey);//能够查找到刚才插入的内容

　　为什么会出现这种情况呢？在hash_map的比较函数是这样实现的:

1   template <class _Tp>
2     struct equal_to : public binary_function<_Tp, _Tp, bool>
3     {
4       bool
5       operator()(const _Tp& __x, const _Tp& __y) const
6       { return __x == __y; }
7     };

这里我们可以看到，它的比较模版函数传入的类型是创建hash_map时传入的第一个参数，也就是说我们写

 1 hash_map<char *,string > Hash; 

的时候就已经把这个参数定义为了一个char *型的地址，在传入重载的函数中传入的只是一个地址，也就是char *型的参数，在比较的时候，比较的也只是地址而已。所以 it = find("abc"); 这样查找是查找不到的。如果在程序中一定要使用char *作为Key时，只有重载比较函数。而这个在STL中并没用进行说明。也许STL的本意是更本不支持地址类型。