std::unordered_map은 C에서 어떻게 구현됩니까?

std::unordered_map 구현 방법

소개

데이터 내부 작동 이해 구조는 성능을 최적화하고 동작을 이해하는 데 중요합니다. 이 글은 C 표준 라이브러리의 기본 구성 요소인 std::unordered_map의 구현 세부 사항을 조명하는 것을 목표로 합니다.

디자인 개요

일반적인 가정과 반대 , std::unordered_map은 충돌 처리를 위해 순수 연결 목록 접근 방식을 활용하지 않습니다. 대신, "폐쇄 해싱" 또는 "개방형 주소 지정"으로 알려진 하이브리드 설계를 사용합니다. 이 기술은 버킷 배열을 할당하고 충돌 시 해시 함수를 기반으로 배열 내 다양한 ​​위치를 조사합니다.

충돌 처리

std의 동작: :unordered_map은 bucket_count와 max_load_factor라는 두 가지 매개변수로 정의됩니다. bucket_count는 배열 크기를 정의하는 반면, max_load_factor(기본값 1.0)는 테이블 크기를 조정하기 전에 저장된 요소 대 버킷 수의 최대 비율을 지정합니다.

요소 삽입 또는 삭제 중에 반복자의 유효성을 보장하려면, std::unordered_map은 버킷 배열을 유지해야 합니다. 이 요구 사항은 서로 다른 배열 위치를 검색하여 충돌을 해결하는 폐쇄형 해싱의 사용을 불가피하게 만듭니다.

재해싱 및 크기 조정

최적의 성능을 유지하려면 std:: unordered_map은 로드 비율이 max_load_factor를 초과할 때마다 해당 요소를 새로운 버킷 배열로 재배포합니다. 재해싱이라고 하는 이 프로세스는 로드 비율이 너무 높아지면 삽입 작업에 의해 트리거됩니다. 새 배열의 크기는 일반적으로 이전 배열 크기의 두 배입니다.

성능에 미치는 영향

오픈 해싱 접근 방식은 일반적인 사용에 있어서 실용적인 절충안이지만, 모든 시나리오에 가장 효율적인 솔루션은 아닐 수도 있습니다. 충돌이 자주 발생하지 않고 데이터가 작은 경우, 사용되지 않는 버킷에 대한 센티널 값과 강력한 해시 함수를 사용한 폐쇄형 주소 지정을 통해 성능을 크게 향상시키고 메모리 소비를 줄일 수 있습니다.

결론

std::unordered_map의 구현 미묘한 차이를 이해하면 개발자가 std::unordered_map의 잠재력을 최대한 활용할 수 있습니다. 하이브리드 설계와 충돌 처리 메커니즘을 살펴봄으로써 해시 함수와 예상 부하 특성의 선택이 성능과 효율성을 최적화하는 데 중추적인 역할을 하는 이유가 분명해졌습니다.

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