`std::unordered_map` 如何處理衝突、調整大小和重新散列，同時保持 C 標準合規性？

std::unordered_map 的內部工作原理

簡介

std::uned_map 是C 語言中一個非常寶貴的資料結構用於儲存鍵值對的庫。然而，其實施有時可能會陷入混亂。本文深入研究了 std::unordered_map 的內部工作原理，揭示了它如何在遵守 C 標準要求的同時解決衝突、調整大小和重新散列。

碰撞處理

std::unordered_map 使用開放式雜湊或單獨的連結來處理衝突。底層數組中的每個元素充當鍊錶的頭，每個節點代表一個鍵值對。這種方法確保迭代器即使在插入或刪除期間也保持有效。

調整大小和重新散列

為了防止過度衝突並保持效能，std::unordered_map 在以下情況下調整大小和重新散列負載因子（元素與儲存桶的比率）超過閾值。調整大小涉及將儲存桶的數量加倍，從而更有效地更均勻地分配元素。重新哈希涉及重新計算所有元素的雜湊碼並將它們分配給新的儲存桶。

符合C 標準

std::unordered_map 的實現與C 一致標準在幾個關鍵方面：

• 即使插入元素或元素或插入元素，迭代器仍然有效刪除，確保引用穩定性。
• 初始最大負載因子設定為 1.0，這會在表變得太密集之前觸發調整大小。
• 僅當調整大小超出指定的負載因子時才會發生重新雜湊。

效能注意事項

雖然開放雜湊可以保證穩定性，但它可能會導致鍊錶包含許多元素，從而可能影響效能。然而，std::unordered_map 採用線性探測和儲存桶列表等最佳化來緩解此問題。

替代實作選項

封閉雜湊或開放尋址是另一種雜湊不使用鍊錶的技術。然而，它在處理衝突和維護迭代器有效性方面提出了挑戰，使其不太適合在 std::unordered_map 中通用。

結論

std:: unordered_map 的實現在性能、靈活性和 C 標準要求之間取得了平衡。它使用開放散列確保了迭代器的穩定性，同時調整大小和重新散列有助於保持效率。雖然存在替代實作選項，但開放雜湊仍然是提供 std::unordered_map 通用功能的適當選擇。

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