std::unordered_map 在 C 中是如何实现的？

std::unordered_map 是如何实现的

简介

了解数据的内部工作原理结构对于优化性能和理解其行为至关重要。本文旨在阐明 std::unordered_map（C 标准库的基本组件）的实现细节。

设计概述

与常见假设相反， std::unordered_map 不利用纯链表方法进行碰撞处理。相反，它采用了一种称为“封闭散列”或“开放寻址”的混合设计。该技术分配一个存储桶数组，并在发生碰撞时，根据哈希函数探测数组内的不同位置。

碰撞处理

std 的行为： :unordered_map 由两个参数定义：bucket_count 和 max_load_factor。 Bucket_count 定义数组大小，而 max_load_factor 默认为 1.0，指定在调整表大小之前存储元素与 Bucket 计数的最大比率。

为了保证元素插入或删除时迭代器的有效性， std::unordered_map 必须保留桶数组。此要求导致使用封闭散列，其中通过探测不同的数组位置来解决冲突，这是不可避免的。

重新散列和调整大小

为了保持最佳性能，std::每当负载因子超过 max_load_factor 时，unordered_map 就会将其元素重新分配到新的存储桶数组中。当负载因子变得过高时，此过程称为重新散列，由插入操作触发。新数组的大小通常是前一个数组大小的两倍。

性能影响

虽然开放散列方法对于一般用途来说是一种务实的妥协，但它可能不是适合所有场景的最有效的解决方案。在冲突不频繁且数据较小的情况下，使用未使用的存储桶的哨兵值和强大的哈希函数进行封闭寻址可以显着提高性能并减少内存消耗。

结论

了解 std::unordered_map 的实现细微差别使开发人员能够充分利用其潜力。通过欣赏其混合设计和碰撞处理机制，可以明显看出为什么哈希函数的选择和预期负载特性在优化性能和效率方面发挥着关键作用。

以上是std::unordered_map 在 C 中是如何实现的？的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章！