`std::unordered_map`은 어떻게 반복자 유효성을 유지하면서 고성능을 달성합니까?

std::unordered_map 구현: 자세히 살펴보기

C의 std::unordered_map 컨테이너는 구현 및 효율성을 둘러싼 논의를 촉발시켰습니다. 이 주제를 밝히기 위해 이 데이터 구조가 어떻게 구현되는지 살펴보겠습니다.

연결된 목록을 사용한 분리 연결

핵심에서 unordered_map은 분리 연결이라는 기술을 활용합니다. , 오픈 해싱이라고도 합니다. 여기에는 각 버킷이 충돌하는 해시 키가 있는 요소의 연결된 목록을 보유하는 버킷 배열을 유지 관리하는 작업이 포함됩니다. 이 디자인 선택은 다른 요소가 삽입되거나 삭제되는 경우에도 요소에 대한 반복자가 유효하다는 C 표준의 요구 사항에서 비롯됩니다.

크기 조정 및 재해싱

성능을 유지하려면 , unordered_map은 크기 조정 및 재해싱을 사용합니다. 크기 조정은 요소 수가 현재 버킷 수에 최대 로드 비율(기본값은 1.0)을 곱한 값을 초과할 때 발생합니다. 재해싱하는 동안 더 큰 용량의 새로운 버킷 배열이 생성되고 기존 요소는 모두 재해싱되어 적절한 버킷에 배치됩니다.

제한 사항

별도의 체이닝 동안 범용 응용 프로그램에는 효과적이지만 제한 사항이 있습니다. 특정 시나리오의 경우 폐쇄형 해싱(개방형 주소 지정)은 속도 및 메모리 사용량 측면에서 상당한 성능 이점을 제공할 수 있습니다. 그러나 개방형 주소 지정에는 비어 있는 위치와 점유된 위치를 구별하고 충돌 해결을 처리하는 등의 복잡성이 발생합니다.

표준의 "감독"

반복자를 유지해야 하는 요구 사항 일부 비평가들은 유효성을 "감독"으로 분류했습니다. 그러나 반복기 안정성을 우선시하는 것은 C 위원회의 의도적인 결정이었습니다. unordered_map을 선택하면 삽입 및 삭제 작업 중에 반복자와 참조가 그대로 유지되어야 하는 상황에서 사용할 수 있습니다.

결론

std::unordered_map 구현 일반성, 성능 및 C 표준 준수의 균형을 유지합니다. 연결된 목록을 사용한 별도의 연결은 반복자의 유효성을 보장하는 동시에 크기 조정 및 재해싱으로 성능을 최적화합니다. 특정 시나리오의 잠재적인 제한에도 불구하고 unordered_map은 해시 기반 삽입 및 조회를 처리하기 위해 다재다능하고 널리 사용되는 데이터 구조로 남아 있습니다.

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