重温《STL源码剖析》笔记 第五章

　　　　　　　　　　　源码之前，了无秘密  ——侯杰

　　序列式容器　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　关联式容器　　　　　　　　　

　　array(build in)　　　　　　　　　　　　　　　　　　RB-tree

　　vector　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　set

　　　　heap　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　map

　　　　　　priority-queue　　　　　　　　　　　　　　　　multiset

　　list　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　multimap

　　slist　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　hashtable

　　deque　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　hash_set

　　　　stack(配接器)　　　　　　　　　　　　　　　　　　 hash_map

　　　　queue(配接器)　　　　　　　　　　　　　　　　　　hash_multiset

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　hash_multimap

第五章：关联式容器

　　定义：所谓关联式容器，观念上类似关联式数据库，每个元素都有一个键值（可以）和一个实值（value)

　　关联式容器没有头尾，只有最大元素和最小元素

　　树中根节点至任一节点的路径长度，即所谓该节点的深度。而根节点的深度永远是0，叶子节点的高度永远

　　也是0（但是又有版本《数据结构与算法分析--c语言描述》、《大话数据结构》中定义的根节点深度是1，

　　叶子节点的高度也是1）。各执一词，瞬间不淡定了。

　　二叉搜索数，可提供对数时间的元素插入和访问。二叉搜索树的查找时很容易的，但是插入和移除麻烦

　　点，如果删除的节点有左右子节点，则将右子树的最小节点取得需要删除的节点。

　　平衡二叉搜索树：

　　　　AVL Tree:任何节点的左右子树高度相差最多1

　　　　RB-tree(红黑树）:一颗特殊的二叉搜索树

　　　　　　必须满足：1.每个节点要么是红要么是黑

　　　　　　　　　　　2.根节点必须是黑色的

　　　　　　　　　　   3.如果节点为红，其子节点必须为黑

　　　　　　　　　　　4.任一节点至NULL(树尾端）的任何路径，所含之黑节点数必须相同。

　　　　其他关于树和红黑树请查看另一篇博客： 树

　　set:所有的元素都会根据元素的键值自动被排序，set元素的键值就是实值，实值就是键值。

　　　　set不允许两个元素有相同的键值。

　　　　不可以通过set的迭代器改变set的元素值，因为set的元素值就是其键值，关系到set

　　　　元素的排序规则，如果任意改变set元素值，会严重破坏set组织。

　　　　set以RB-tree为底层机制，几乎所有的set操作都只是转调用RB-tree的操作行为。

　　map:

　　　　map的所有元素都是pair，同时拥有实值和键值。pair的第一元素被视为键值，第二元素被

　　　　视为实值。map也不允许两个元素拥有相同的键值。

　　　　map以RB-tree为底层机制，几乎所有的mapt操作都只是转调用RB-tree的操作行为。

　　multiset:

　　　　multiset的特性以及用法和set完全相同，唯一的差别在于它允许键值重复，因此它的

　　　　插入操作采用的是底层机制RB-tree的insert_equal()而非insert_unique()

　　multimap:　

　　　　multimap的特性以及用法和map完全相同，唯一的差别在于它允许键值重复，因此它的

　　　　插入操作采用的是底层机制RB-tree的insert_equal()而非insert_unique()

　　hashtable

　　　　二叉搜索树具有对数时间的表现，但这样的表现是基于一个输入数据有足够的随机性。而

　　　　hashtable(散列表）的数据结构，在插入，删除，搜寻等操作上也具有常数平均时间的表现。

　　　　使用hash function 会导致可能有不同的元素被映射到相同的位置（亦具有相同的索引）

　　　　导致了碰撞问题。

　　　　解决碰撞问题的方法有很多种:线性探测，二次探测，开链（STL使用）

　　线性探测：容易导致主集团（primary clustering)的产生 （H+1,H+2,,,,H+i)

　　　　对于碰撞一般采取的措施是如果计算出来的位置上已经有元素值了则

　　　　循序往下一一寻找，直到没有元素为止。而进行元素搜寻时，如果计算出来的位置

　　　　上的元素值与我们的搜寻目标不符，就循序向下一一寻找，直到找到吻合值，或者

　　　　直到遇上空格元素。而元素的删除则必须采用惰性删除，只标记删除几号，实际删

　　　　除操作则待表格重新整理时再进行。（主要是因为hash table中的每一个元素不仅

　　　　表述它自己，也关系到其他元素的安排。

　　二次探测：（主要用来解决主集团的问题）(H+1^2,H+2^2,,,,H+i^2)

　　表格负载：假设表格的大小为质数，而且永远保持负载系数在0.5一下（也就是说超过

　　　　　　0.5就重新配置并重新整理表格），那么就可以确定每插入一个新元素所需要的

　　　　　　探测次数不多于2。

　　表容量28个质数{53、97、193、389、769、1543、3079、6151...}

　　　　Hi=H0 + i^2(mod M)

　　　　H(i-1)=H0 + (i - 1)^2(Mod M)

　　　　整理可得：

　　　　Hi=H(i-1) + 2i -1(Mod M)

　　开链法：在每一个表格元素中维护一个list;hash function 为我们分配某一个list

　　　　然后在list上执行元素的插入，搜寻，删除等操作。

　　　　开链法的表格重建与否的判断原则是：元素个数（包括新增元素）和bucket

　　　　vector的大小来比。如果前者大于后者，就重建表格。

　　

　　hash_set:几乎所有的操作行为都是转调用hasht_table的操作工作。

　　　　RB-tree有自动排序功能而hashtable没有，反应出来的结果就是，

　　　　set的元素有自动排序功能而hash_set没有。

　　hash_map:　　

　　　　RB-tree有自动排序功能而hashtable没有，反应出来的结果就是，

　　　　set的元素有自动排序功能而hash_map没有。

　　hash_multiset:

　　　　与multiset完全相同，唯一的差别就是他的底层机制是hashtable,

　　　　因此hash_multiset的元素不会自动排序。

　　　　而hash_multiset与hash_set实现的唯一的差别在于，前者元素插入操作

　　　　采用底层机制hashtable的insert_equal(),后者则是采用insert_unique()

　　

　　hash_multimap:

　　　　与multimap完全相同，唯一的差别就是他的底层机制是hashtable,

　　　　因此hash_multimap的元素不会自动排序。

　　　　而hash_multimap与hash_map实现的唯一的差别在于，前者元素插入操作

　　　　采用底层机制hashtable的insert_equal(),后者则是采用insert_unique()