map和hash_map

今天在写拼流的程序时碰到一个问题,要根据流的四元组的结构信息映射到该流的数据。也就是我在网络数据包拼接的过程中,要根据包的地址和端口信息,对应到其对应的一个流的数据上去,把端口和地址信息相同的包的数据段中的数据组装起来。自然想到用map,不过map要求其关键码类型提供一个小于操作,而我的这种四元组信息没有大小的关系,于是自然就想到用hash_map。
    hash_map基于哈希表,它对数据的存储和查找所需的时间大大降低,几乎可以看成是常数时间(理想情况下是O(1))。其代价是消耗比较多的内存,不过在某些情况下用空间换时间的做法是值得的。
    hash_map的声明大致是这样的:

template <class _Key, class _Tp, class _HashFcn = hash<_Key>,class _EqualKey = equal_to<_Key>,class _Alloc = __STL_DEFAULT_ALLOCATOR(_Tp) >class hash_map{        ...}

hash_map的基本原理是使用一个下标范围比较大的数组来存储元素。需要提供一个散列函数(hash函数),使得每个关键字都与一个函数值(即数组下标,hash值)相对应,于是用这个数组单元来存储这个元素。除了定义一个hash函数外,还需提供一个比较其关键码是否相等的函数。对于STL的内部类型的关键码,hash函数和equal_to函数可以省略,STL会提供缺省的函数。不过对于自定义结构的关键码,就必须自己提供hash函数和比较函数。
    在声明自己的哈希函数时要注意以下几点:

  1. 使用struct,然后重载operator().
  2. 返回是size_t
  3. 参数是你要hash的key的类型。
  4. 函数是const类型的。

例如:

//如果要自己定义字符串hash函数,你可以这样写:
struct str_hash{

        size_t operator()(const string& str) const        {
										unsigned
										long __h = 0;
										for (size_t i = 0 ; i < str.size() ; i ++)                __h = 5*__h + str[i];
										return size_t(__h);        }};

对于比较函数,应该就比较简单了。
map和hash_map性能分析:
    选择map容器,是为了更快的从关键字查找到相关的对象。与使用list这样的线性表容器相比,一可以简化查找的算法,二可以使任意的关键字做索引,并与 目标对象配对,优化查找算法。在C++的STL中map是使用树来做查找算法,这种算法差不多相当与list线性容器的折半查找的效率一样,都是O (log2N),而list就没有map这样易定制和操作了。 
相比hash_map,hash_map使用hash表来排列配 对,hash表是使用关键字来计算表位置。当这个表的大小合适,并且计算算法合适的情况下,hash表的算法复杂度为O(1)的,但是这是理想的情况下 的,如果hash表的关键字计算与表位置存在冲突,那么最坏的复杂度为O(n)。
    总体来说,hash_map 查找速度会比map快,其查找速度基本和数据量大小无关,属于常数级别;而map的查找速度是log(n)级别。hash_map的缺点是性能不稳定,且占用较多内存。这就需要权衡了。
    树查找,在总查找效率上比不上hash表,但是它很稳定,它的算法复杂度不会出现波动。在一次查找中,你可以断定它最坏的情况下其复杂度不会超过O (log2N)。而hash表就不一样,是O(1),还是O(N),或者在其之间,你并不能把握。假若你在开发一个供外部调用的接口,其内部有关键字的查 找,但是这个接口调用并不频繁,你是会希望其调用速度快、但不稳定呢,还是希望其调用时间平均、且稳定?反之假若你的程序需要查找一个关键字,这个操作 非常频繁,你希望这些操作在总体上的时间较短,那么hash表查询在总时间上会比其他要短,平均操作时间也会短。 
总结一下,选用map还是hash_map,关键是看关键字查询操作次数,以及你所需要保证的是查询总体时间还是单个查询的时间。如果是要很多次操 作,要求其整体效率,那么使用hash_map,平均处理时间短。如果是少数次的操作,使用hash_map可能造成不确定的O(N),那么使用平均处理 时间相对较慢、单次处理时间恒定的map,考虑整体稳定性应该要高于整体效率,因为前提在操作次数较少。如果在一次流程中,使用hash_map的少数操 作产生一个最坏情况O(N),那么hash_map的优势也因此丧尽了。
    下面摘录使用hash_map的一个例子,我的程序就是参考的这个例子:(对于自定义的结构,为它定义一个好的hash函数是最重要的,这个例子中的hash函数定义很简单。。。)
#include <hash_map>
#include <string>
#include <iostream>
using
namespace std;
//define the class
class ClassA{
public:
ClassA(int a):c_a(a){}
int getvalue()const { return c_a;}
void setvalue(int a){c_a;}
private:
int c_a;
};
//1 define the hash function
struct hash_A{
size_t operator()(const
class ClassA & A)const{
// return hash<int>(classA.getvalue());
return A.getvalue();
}
};
//2 define the equal function
struct equal_A{
bool
operator()(const
class ClassA & a1, const
class ClassA & a2)const{
return a1.getvalue() == a2.getvalue();
}
};

int main()
{
hash_map<ClassA, string, hash_A, equal_A> hmap;
ClassA a1(12);
hmap[a1]="I am 12";
ClassA a2(198877);
hmap[a2]="I am 198877";

cout<<hmap[a1]<<endl;
cout<<hmap[a2]<<endl;
return 0;
}

后来弄了半天,发现VC6下竟没有hash_map头文件,ft....。ms当年VC6出来的时候hash_map还没有成为STL标准吧。转而奔到.net2003下,还是编译不过,再ft....现在正下.net 2005中,希望能支持hash_map,不然就只能单独下一个STL库安装上了。

支持(0)反对(0)

Map和hash_map的更多相关文章

  1. map,hash_map, hash_table, 红黑树 的原理和使用

    在刷算法题的时候总是碰到好多题,号称可以用hash table来解题.然后就蒙圈了. 1.首先,map和hash_map的区别和使用: (1)map底层用红黑树实现,hash_map底层用hash_t ...

  2. STL中map与hash_map容器的选择收藏

    这篇文章来自我今天碰到的一个问题,一个朋友问我使用map和hash_map的效率问题,虽然我也了解一些,但是我不敢直接告诉朋友,因为我怕我说错了,通过我查询一些帖子,我这里做一个总结!内容分别来自al ...

  3. map与hash_map使用与对比

    #include <iostream> #include <functional> #include <map> #include <ext/hash_map ...

  4. STL 中的map 与 hash_map的理解

    可以参考侯捷编著的<STL源码剖析> STL 中的map 与 hash_map的理解 1.STL的map底层是用红黑树存储的,查找时间复杂度是log(n)级别: 2.STL的hash_ma ...

  5. STL中的map和hash_map

    以下全部copy于:http://blog.chinaunix.net/uid-26548237-id-3800125.html 在网上看到有关STL中hash_map的文章,以及一些其他关于STL ...

  6. map、hash_map、unordered_map 的思考

    #include <map> map<string,int> dict; map是基于红黑树实现的,可以快速查找一个元素是否存在,是关系型容器,能够表达两个数据之间的映射关系. ...

  7. map vs hash_map

    1. map, multimap, set, multiset g++ 中 map, multimap, set, multiset 由红黑树实现 map: bits/stl_map.h multim ...

  8. map,hash_map和unordered_map 实现比较

    map介绍 Map是STL[1]的一个关联容器,它提供一对一(其中第一个可以称为关键字,每个关键字只能在map中出现一次,第二个可能称为该关键字的值)的数据处理能力,由于这个特性,它完成有可能在我们处 ...

  9. STL中map与hash_map的比较

    1. map : C++的STL中map是使用树来做查找算法; 时间复杂度:O(log2N) 2. hash_map : 使用hash表来排列配对,hash表是使用关键字来计算表位置; 时间复杂度:O ...

随机推荐

  1. Yahoo, Steve blog

    Performance Research Domain Sharding revisited A Software Developer's Guide to HTTP How the Browser ...

  2. redis 数据库维护之 key 大小获取

    获得 redis key 大小 redis 用过一段时间后,发现一个KEY每天需更新值,但总是更新不全,故此为了定位问题,整理此脚本,辅助监控一下 写了两个脚本 注意:需要提前从 https://gi ...

  3. Chapter 6面向对象

    1.Python中预定义的函数在定义的时候有一种很特别的形式,即是函数名是小写,并且函数名前后分别有两个下划线.同样的,在对象中也有预定义的方法,例如所有对象的基类object中的__new__(), ...

  4. flashdevelop 开发技巧

    FlashDevelop用来编写AS3代码,Flash CS5用来编辑程序所需要的资源(图片,声音-),Flash CS5自带有Flex SDK,在目录 C:\Program Files\Adobe\ ...

  5. HDU4836 The Query on the Tree(树状数组&&LCA)

    由于智力的问题,百度之星完全lu不动..开场看第一题根据题目给的条件我觉得一定是可以构造出来的,题目给的意思颇有鸽巢原理的感觉,于是觉得开场第一题应该就是智力构造题了,想了半个小时,发现完全想不动,于 ...

  6. POJ 3978 Primes(素数筛选法)

    题目 简单的计算A,B之间有多少个素数 只是测试数据有是负的 //AC //A和B之间有多少个素数 //数据可能有负的!!! #include<string.h> #include< ...

  7. ****RESTful API 设计最佳实践(APP后端API设计参考典范)

    http://blog.jobbole.com/41233/ 背景 目前互联网上充斥着大量的关于RESTful API(为方便,下文中“RESTful API ”简写为“API”)如何设计的文章,然而 ...

  8. 机器学习之逻辑回归(Logistic Regression)

    1. Classification 这篇文章我们来讨论分类问题(classification problems),也就是说你想预测的变量 y 是一个离散的值.我们会使用逻辑回归算法来解决分类问题. 之 ...

  9. HDU5568/BestCoder Round #63 (div.2) B.sequence2 dp+高精度

    sequence2 Problem Description Given an integer array bi with a length of n, please tell me how many ...

  10. QTP 参数化

    PS:方法内容是转的别人的,我们项目中只用到了方法三,主要用于将测试数据与业务分离,增强测试数据的可维护性. 方法一.DataTable方法 这是QTP提供的一种方法,也是最容易实现参数化的一种方式. ...