Wie std :: unordered_map implementiert ist

c++ unordered_map Kollision handling , die Größe und wiederzukäuen

Dies ist eine frühere Frage, geöffnet von mir und ich haben gesehen, dass ich haben eine Menge Verwirrung darüber, wie die unordered_map umgesetzt wird. Ich bin sicher, vielen anderen Menschen teilt, dass die Verwirrung bei mir. Auf der Grundlage der Informationen, die ich wissen, ohne das Lesen der standard:

Jeder unordered_map Implementierung speichert eine Link-Liste zu externen
Knoten in das array der buckets,... Nein, das ist überhaupt nicht die meisten
effiziente Implementierung der hash-Tabelle für die am häufigsten verwendet.
Leider eine kleine "Aufsicht" in der Spezifikation
unordered_map allem aber verlangt dieses Verhalten. Das erforderliche Verhalten ist
dass Iteratoren auf die Elemente müssen bleiben gültig, wenn Sie einfügen oder löschen
andere Elemente

Ich hatte gehofft, dass jemand vielleicht erklären, die Umsetzung und wie es entspricht dem c++ - standard-definition ( in Bezug auf die performance-Anforderungen ) und wenn es wirklich nicht der effizienteste Weg, um die Implementierung einer hash-map-Daten-Struktur, wie Sie verbessert werden kann ?

InformationsquelleAutor der Frage ralzaul | 2015-06-29

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    Den Standard effektiv Mandate std::unordered_set und std::unordered_map - Implementierungen, Einsatz von open-hashing, was bedeutet, dass ein array von buckets, die jeweils den Kopf eines logischen (und in der Regel aktuelle) Liste. Diese Anforderung ist subtil: es ist eine Folge des Standard-max-load-Faktor 1.0 und die Garantie, dass die Tabelle nicht aufgewärmt, es sei denn, gewachsen über das load-Faktor: das wäre unpraktisch, ohne die Verkettung, wie die Kollisionen mit geschlossenen hashing überwältigend werden wie die Auslastung der Ansätze 1:

    23.2.5/15: insert und emplace Mitglieder berührt nicht die Gültigkeit von Iteratoren, wenn (N+n) < z * Bwo N ist die Anzahl der Elemente im container vor der insert-operation, n ist die Anzahl der eingefügten Elemente, B ist der container, die Eimer zu zählen, und z ist der container die maximale load-Faktor.

    unter den Effekte des Konstruktors zu 23.5.4.2/1: max_load_factor() zurück 1.0.

    (Um eine optimale iteration, ohne den Weg über einen leeren Eimer, der GCC-Implementierung füllt den Eimer mit Iteratoren in einem einzelnen einfach-verkettete Liste, die alle Werte: die Iteratoren zeigen Sie auf das element unmittelbar vor, dass Eimer ' s Elemente, so dass der nächste Zeiger kann es sein, rewired, wenn das löschen der Eimer ist der Letzte Wert.)

    Bezug auf den text, den Sie zitieren:

    Nein, das ist überhaupt nicht der effizienteste Weg, um implementieren Sie eine hash-Tabelle für die am häufigsten verwendet. Leider eine kleine "Aufsicht" in der Spezifikation unordered_map allem aber verlangt dieses Verhalten. Das erforderliche Verhalten ist, dass die Iteratoren auf die Elemente müssen bleiben gültig, wenn Sie einfügen oder löschen anderer Elemente

    Gibt es keine "Aufsicht"... was getan wurde, war sehr bewusst und mit vollem Bewusstsein. Es stimmt, dass andere Kompromisse haben könnten, getroffen worden, sondern das offene hashing /Verkettung ist ein vernünftiger Kompromiss, für den Allgemeinen Gebrauch, dass kommt einigermaßen elegant mit Kollisionen von mittelmäßigen hash-Funktionen, nicht zu verschwenderisch mit kleinen oder großen Schlüssel/Wert-Typen und verarbeitet beliebig viele insert/erase Paare ohne stufenweise erniedrigender Leistung die Möglichkeit, viele geschlossene hashing-Implementierungen.

    Als Beweis für das Bewusstsein, von Matthew Austern Vorschlag hier:

    Ich bin mir nicht bewusst keine zufriedenstellende Umsetzung der offenen Adressierung in ein generisches framework. Offene Adressierung stellt eine Reihe von Problemen:

    • Es ist zu unterscheiden zwischen einer vakanten position und belegt.

    • Es ist notwendig, entweder die Einschränkung der hash-Tabelle der Arten mit einem Standard-Konstruktor, und konstruieren jedes array-element vor der Zeit, oder sonst erhalten Sie ein array, deren Elemente sind Objekte und andere raw-Speicher.

    • Offene Adressierung macht Kollision management schwierig: wenn Sie einfügen eines Elements, deren hash-code-Karten zu einem bereits besetzten Ort, müssen Sie eine Politik, die Ihnen sagt, wo Sie als Nächstes versuchen. Dies ist ein problem gelöst, aber die besten bekannten Lösungen sind kompliziert.

    • Kollisions-management ist besonders kompliziert, wenn das löschen von Elementen ist erlaubt. (Siehe Knuth für eine Diskussion.) Eine container-Klasse für die standard-Bibliothek erlauben sollte, zu löschen.

    • Kollision-management-Systeme für offene Adressierung, neigen dazu, selbst eine Feste Größe-array kann bis zu N Elementen. Eine container-Klasse für die standard-Bibliothek sollte in der Lage sein, zu wachsen, als notwendig, wenn neue Elemente eingefügt werden, bis an die Grenze des verfügbaren Speichers.

    Lösung dieser Probleme könnte ein Interessantes Forschungsprojekt, aber in Ermangelung von Erfahrung in der Umsetzung im Kontext von C++, wäre es unangemessen, zu standardisieren, eine open-Adressierung container-Klasse.

    Speziell für insert-only-Tabellen mit Daten klein genug, um speichern Sie direkt in den Eimer, eine bequeme sentinel-Wert für nicht verwendete Eimer und eine gute hash-Funktion, eine geschlossene hashing-Ansatz kann etwa eine Größenordnung schneller und mit drastisch weniger Speicher, aber das ist nicht für Allgemeine Zwecke.

    Einen vollständigen Vergleich und Ausarbeitung der hash-Tabelle design-Optionen und Ihrer Auswirkungen ist off-topic für S. O. es ist viel zu breit, um die Adresse richtig hier.

    InformationsquelleAutor der Antwort Tony Delroy

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