c++ 关联容器3 无序容器

1. 无序关联容器在存储上组织为一组桶
元素存放在多个桶中，每个桶都有一个索引，每个元素通过哈希函数计算出存放该元素的桶的索引。
例如：
ele1, ele2, ele3 … elen这个n个元素，每个元素将通过哈希函数计算出索引index:

index = hash_fun(ele);

再通过索引找到该元素对应的桶：

bucket = find_buckets(index);

再将元素放到这个桶中：

bucket.add(ele);

注意一个桶可以存放多个元素，因此不同的两个元素计算出相同的哈希值，会导致这两个元素存放在同一个桶中，因此查找一个元素时，计算出哈希值后，可能需要在桶中逐一比较每个元素和这个元素是否相等，从而查找到该元素。(当然也可以有重复的元素比如unordered_multiset，相同的元素也会存放在同一个桶中）
2. c++11 中的无序容器
c++11 中的无序容器类型默认只支持内置类型，包括std::string，指针，以及智能指针，并且有序关联容器支持的函数，无序容器基本都支持，也就是insert、at等函数同样可以使用。
若要支持自定义类型，则需要编写比较运算函数和哈希函数。
哈希函数用于计算桶的下标，比较运算函数用于在同一个桶中查找元素。
（如果元素的类型有相等运算符，则可以不额外提供一个替代相等运算符的函数）

eg:

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

struct Data
{
	int first;
	int second;
};

// 哈希函数 用于计算元素所属桶的索引 哈希函数决定了元素的存放方式 并且影响容器的性能
std::size_t hasher(const Data& data)
{
	return data.first % 5;
}

// 提供元素的==运算 用于在一个“桶”内查找元素
bool eqOp(const Data& ldata, const Data& rdata)
{
	return ldata.first == rdata.first;
}

int main()
{
	// Data为该容器所保存的类型
	// decltype(hasher)* 为哈希函数指针的类型
	// decltype(eqOp)* 为==函数指针的类型
	// 20为“桶”的大小 hasher为为容器提供的哈希函数 eqOp为为容器提供的==函数
	std::unordered_set<Data, decltype(hasher)*, decltype(eqOp)*> unordered_st(20, hasher, eqOp);

	Data data;
	data.first = 1;
	unordered_st.insert(data); // 该元素会插入到索引为1的桶中
	
	data.first = 2;
	unordered_st.insert(data); // 该元素会插入到索引为2的桶中

	data.first = 12;
	unordered_st.insert(data); // 该元素会插入到索引为2的桶中

	// bucket_count返回容器有多少个桶
	// bucket_size(i)返回第i个桶中有多少个元素
	for (int i = 0; i < unordered_st.bucket_count(); ++i) {
		std::cout << i << " ";
		std::cout << unordered_st.bucket_size(i) << std::endl;
	}
	// 输出结果表明 第0个桶中有0个元素 第1个桶中有1个元素 第2个桶中有2个元素 其余的桶中没有元素
}

3. 什么情况下使用无序容器

• 当元素不支持比较时，比如没有<运算符
• 无序容器在某些情况下性能可能更好
  因为维护元素的序的代价非常高昂，所以发现性能问题时，可尝试用无序容器解决，需要的情况下可自己编写哈希函数和比较运算符