Wie geht „std::unordered_map' mit Kollisionen, Größenänderungen und erneutem Aufwärmen um und behält gleichzeitig die C-Standard-Konformität bei?

Interne Funktionsweise von std::unordered_map

Einführung

std::unordered_map ist eine unschätzbar wertvolle Datenstruktur im C Arsenal zum Speichern von Schlüssel-Wert-Paaren. Die Umsetzung kann jedoch manchmal verwirrend sein. Dieser Artikel befasst sich mit der internen Funktionsweise von std::unordered_map und beleuchtet, wie es Kollisionen, Größenänderungen und erneute Aufbereitungen unter Einhaltung der C-Standardanforderungen angeht.

Kollisionsbehandlung

std::unordered_map verwendet offenes Hashing oder separate Verkettung, um Kollisionen zu verarbeiten. Jedes Element im zugrunde liegenden Array dient als Kopf einer verknüpften Liste, wobei jeder Knoten ein Schlüssel-Wert-Paar darstellt. Dieser Ansatz stellt sicher, dass Iteratoren auch beim Einfügen oder Löschen gültig bleiben.

Größenänderung und erneutes Aufwärmen

Um übermäßige Kollisionen zu verhindern und die Leistung aufrechtzuerhalten, ändert std::unordered_map die Größe und führt ein erneutes Aufwärmen durch der Belastungsfaktor (das Verhältnis von Elementen zu Eimern) einen Schwellenwert überschreitet. Bei der Größenänderung wird die Anzahl der Buckets verdoppelt, wodurch die Elemente effektiver gleichmäßiger verteilt werden. Beim erneuten Aufwärmen werden die Hash-Codes für alle Elemente neu berechnet und den neuen Buckets zugewiesen.

Konformität mit dem C-Standard

Die Implementierung von std::unordered_map richtet sich nach dem C Standard in mehreren wichtigen Aspekten:

• Iteratoren bleiben auch dann gültig, wenn Elemente eingefügt werden oder gelöscht, um referenzielle Stabilität zu gewährleisten.
• Der anfängliche maximale Lastfaktor ist auf 1,0 festgelegt, was eine Größenänderung auslöst, bevor die Tabelle zu dicht wird.
• Rehashing erfolgt nur, wenn die Größenänderung über den angegebenen Lastfaktor hinaus erfolgt.

Leistungsüberlegungen

Solange geöffnet Hashing garantiert Stabilität, es kann zu verknüpften Listen mit vielen Elementen führen, was möglicherweise die Leistung beeinträchtigt. Allerdings nutzt std::unordered_map Optimierungen wie lineare Sondierung und Bucket-Listen, um dieses Problem zu entschärfen.

Alternative Implementierungsoptionen

Geschlossenes Hashing oder offene Adressierung ist ein weiteres Hashing Technik, die keine verknüpften Listen verwendet. Es stellt jedoch Herausforderungen bei der Handhabung von Kollisionen und der Aufrechterhaltung der Iteratorgültigkeit dar, sodass es für den allgemeinen Einsatz in std::unordered_map weniger geeignet ist.

Fazit

std:: Die Implementierung von unordered_map schafft ein Gleichgewicht zwischen Leistung, Flexibilität und C-Standardanforderungen. Die Verwendung von offenem Hashing gewährleistet die Stabilität des Iterators, während Größenänderung und erneutes Aufwärmen zur Aufrechterhaltung der Effizienz beitragen. Obwohl es alternative Implementierungsoptionen gibt, bleibt offenes Hashing die geeignete Wahl für die Bereitstellung der allgemeinen Funktionalität von std::unordered_map.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonWie geht „std::unordered_map' mit Kollisionen, Größenänderungen und erneutem Aufwärmen um und behält gleichzeitig die C-Standard-Konformität bei?. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!