第二天 哈希

 哈希表的初始化

#include <iostream>
#include <unordered_map>  // 包含哈希表头文件
#include <string>using namespace std;int main() {// 1. 声明和初始化哈希表// 创建一个键为string类型，值为int类型的哈希表unordered_map<string, int> ageMap;// 2. 插入键值对的三种方法 // 方法1：使用insert函数和pairageMap.insert(pair<string, int>("Alice", 25));// 方法2：使用insert函数和make_pairageMap.insert(make_pair("Bob", 30));// 方法3：使用下标操作符（如果键不存在会自动创建）ageMap["Charlie"] = 28;return 0;
}

 判断容量

void capacityFunctions() {unordered_map<int, string> map = {{1, "one"}, {2, "two"}};// empty() - 检查容器是否为空bool isEmpty = map.empty();  // 返回false// size() - 返回元素数量size_t elementCount = map.size();  // 返回2// max_size() - 返回可容纳的最大元素数size_t maxElements = map.max_size();cout << "是否为空: " << isEmpty << endl;cout << "元素数量: " << elementCount << endl;cout << "最大容量: " << maxElements << endl;
}

 访问成员函数和异常访问方式

void accessFunctions() {unordered_map<string, int> ageMap = {{"Alice", 25}, {"Bob", 30}};// operator[] - 访问或插入元素ageMap["Charlie"] = 28;           // 插入新元素int aliceAge = ageMap["Alice"];   // 访问现有元素// at() - 安全访问，会检查边界try {int bobAge = ageMap.at("Bob");     // 正常访问int davidAge = ageMap.at("David"); // 抛出std::out_of_range异常} catch (const out_of_range& e) {cout << "键不存在: " << e.what() << endl;}
}//try异常访问
try {int bobAge = ageMap.at("Bob");     // 正常访问，不会抛出异常int davidAge = ageMap.at("David"); // 键不存在，抛出std::out_of_range异常
} catch (const out_of_range& e) {cout << "键不存在: " << e.what() << endl;
}
//当try块中抛出异常时，程序跳转到匹配的catch块
//const out_of_range& e：捕获out_of_range类型的异常
//e是异常对象的引用

查找成员函数

void lookupFunctions() {unordered_map<string, int> map = {{"apple", 5}, {"banana", 3}};// find() - 查找元素，返回迭代器auto it = map.find("apple");if (it != map.end()) {cout << "找到apple: " << it->second << endl;}// count() - 返回匹配键的数量（0或1）size_t count = map.count("banana");  // 返回1count = map.count("cherry");         // 返回0// equal_range() - 返回匹配键的范围（对unordered_map用处有限）auto range = map.equal_range("apple");// 查找键为"apple"的所有元素for (auto i = range.first; i != range.second; ++i) { //i++和++i对输出没用影响cout << i->first << ": " << i->second << endl; //i->first：访问键（key），i->second：访问值（value）}// contains() - C++20引入，检查是否包含键#if __cplusplus >= 202002Lbool hasApple = map.contains("apple");  // 返回true#endif
}

桶成员函数

void bucketFunctions() {unordered_map<int, string> map = {{1, "one"}, {2, "two"}, {3, "three"}};// bucket_count() - 返回桶的数量size_t bucketCount = map.bucket_count();cout << "桶数量: " << bucketCount << endl;// max_bucket_count() - 最大桶数量size_t maxBuckets = map.max_bucket_count();// bucket_size(n) - 返回第n个桶中的元素数量for (size_t i = 0; i < bucketCount; ++i) {cout << "桶 " << i << " 有 " << map.bucket_size(i) << " 个元素" << endl;}// bucket(key) - 返回键所在的桶索引size_t bucketIndex = map.bucket(2);cout << "键2在桶: " << bucketIndex << endl;
}

哈希策略成员函数

void hashPolicyFunctions() {unordered_map<int, string> map;// load_factor() - 当前负载因子float currentLoad = map.load_factor();// max_load_factor() - 获取或设置最大负载因子float maxLoad = map.max_load_factor();  // 获取map.max_load_factor(0.75f);             // 设置// rehash(n) - 设置桶的数量为至少nmap.rehash(20);// reserve(n) - 预留空间用于至少n个元素map.reserve(100);cout << "当前负载因子: " << currentLoad << endl;cout << "最大负载因子: " << maxLoad << endl;
}

观察器成员函数

void observerFunctions() {unordered_map<string, int> map;// hash_function() - 返回哈希函数对象auto hashFunc = map.hash_function();size_t hashValue = hashFunc("test");// key_eq() - 返回键比较函数对象auto keyEqual = map.key_eq();bool keysEqual = keyEqual("a", "a");// get_allocator() - 返回分配器auto allocator = map.get_allocator();cout << "字符串'test'的哈希值: " << hashValue << endl;cout << "键比较结果: " << keysEqual << endl;
}

迭代器成员函数

// 定义一个名为 iteratorFunctions 的函数，返回类型为 void（不返回值）
void iteratorFunctions() {// 创建一个 unordered_map（哈希表），键为 int 类型，值为 string 类型// 并用初始化列表初始化三个键值对：1->"one", 2->"two", 3->"three"unordered_map<int, string> map = {{1, "one"}, {2, "two"}, {3, "three"}};// 输出提示信息，表示接下来是正序遍历cout << "正序遍历:" << endl;// 开始 for 循环，使用迭代器遍历哈希表// map.begin() 返回指向第一个元素的迭代器// map.end() 返回指向最后一个元素之后位置的迭代器// ++it 每次循环将迭代器向前移动一个位置for (auto it = map.begin(); it != map.end(); ++it) {// 通过迭代器访问当前元素的键和值// it->first 获取键（key），it->second 获取值（value）cout << it->first << ": " << it->second << endl;}// 输出提示信息，表示接下来使用 const 迭代器遍历cout << "const迭代器遍历:" << endl;// 开始 for 循环，使用 const 迭代器遍历// map.cbegin() 返回指向第一个元素的 const 迭代器（不能修改元素）// map.cend() 返回指向最后一个元素之后位置的 const 迭代器for (auto it = map.cbegin(); it != map.cend(); ++it) {// 通过 const 迭代器访问元素（只能读取，不能修改）cout << it->first << ": " << it->second << endl;}// 开始遍历哈希表的每个桶（bucket）// map.bucket_count() 返回哈希表中桶的总数量// size_t i = 0 初始化循环计数器，从第0个桶开始// i < map.bucket_count() 循环条件，遍历所有桶// ++i 每次循环计数器加1for (size_t i = 0; i < map.bucket_count(); ++i) {// 输出当前桶的编号cout << "桶" << i << "中的元素: ";// 开始内层循环，遍历当前桶中的所有元素// map.begin(i) 返回指向第i个桶中第一个元素的迭代器// map.end(i) 返回指向第i个桶中最后一个元素之后位置的迭代器for (auto local_it = map.begin(i); local_it != map.end(i); ++local_it) {// 输出当前元素的键cout << local_it->first << " ";}// 换行，结束当前桶的输出cout << endl;}
}
// 函数结束