為什么手動(dòng)實(shí)現(xiàn)一個(gè)哈希表

場(chǎng)景

一直用著 map畔规,unordered_map局扶,但是 map 在 malloc_default_zone 分配內(nèi)存,無(wú)法指定一個(gè)內(nèi)存緩沖池給他,同時(shí)還有很多代碼在 malloc_default_zone 內(nèi)分配內(nèi)存三妈,有個(gè)內(nèi)存泄漏檢測(cè)的業(yè)務(wù)要避免這種干擾畜埋,map 得工作在獨(dú)立的zone內(nèi),排除這個(gè)zone的泄漏檢測(cè)畴蒲。所以得重新寫(xiě)了悠鞍。

實(shí)現(xiàn)

業(yè)務(wù)上主要的4個(gè)操作有,插入模燥,刪除咖祭,查找,遍歷
插入蔫骂,刪除么翰,查找都好辦,用鄰接表實(shí)現(xiàn)即可辽旋,發(fā)生哈希沖突的時(shí)候浩嫌,用鏈表解決沖突,或者開(kāi)放定址法补胚,或者鏈接+紅黑樹(shù)優(yōu)化码耐。如下

元素x:1, 2, 3, 4, 5, 哈希函數(shù):x % 3,形成的鄰接表如下
[0] -> 3
[1] -> 1 -> 4
[2] -> 2 -> 5

負(fù)載因子:元素個(gè)數(shù) 5 除以 桶數(shù)量 3 = 1.666溶其,一般是控制在 0.75伐坏,超過(guò)了要擴(kuò)容。

  • 重點(diǎn)在于怎么遍歷握联?

假設(shè)有 n 個(gè)桶桦沉,每個(gè)桶的元素個(gè)數(shù)為 f(n)。
簡(jiǎn)單的方法:先遍歷桶金闽,再遍歷桶中的鏈表纯露,那么可以遍歷完,復(fù)雜度 n * f(n)代芜。

極端的情況埠褪,中間有很多空的桶,只有 [0] 上有個(gè) 1挤庇,[100001] 上有個(gè) 2钞速,像這樣:
[0] -> 1
[1] -> NULL
...
[1000000] -> NULL
[1000001] -> 2

那么仍然要遍歷 1000001 個(gè)桶,中間大部分遍歷是浪費(fèi)的嫡秕。

  • 怎么解決這種浪費(fèi)渴语?

引入一個(gè)鏈表,因?yàn)殒湵矸奖悴迦雱h除和遍歷昆咽,不方便隨機(jī)讀取驾凶。
一個(gè)元素在加入哈希表的時(shí)候牙甫,也把這個(gè)元素的指針加入到這個(gè)鏈表中。
同理调违,在哈希表中刪除的時(shí)候窟哺,也要通過(guò)元素的一個(gè)指針,把鏈表中對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)刪除技肩。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是且轨,哈希表,鏈表同步增 / 刪就行虚婿。
那么需要遍歷的時(shí)候旋奢,直接遍歷鏈表就行,其他操作插入和刪除還是在哈希表中操作雳锋。

那么剛剛的 1000001 次遍歷,就可以優(yōu)化到 2 次羡洁。速度加快玷过,同時(shí)內(nèi)存也增加,增加了一個(gè)鏈表所需的內(nèi)存筑煮⌒廖茫空間換時(shí)間。

最后速度測(cè)試:
6s上真仲,100w次調(diào)用袋马,耗時(shí)單位 ms,MyHashMap 是手動(dòng)實(shí)現(xiàn)的秸应,其他是系統(tǒng)庫(kù)的

Name 插入 查找 遍歷 清空
MyHashMap 235 18 14 158
unordered_map 1508 60 10 106
map 2276 312 29 120
NSDictionary 486 230 14 11

可以看出 MyHashMap 插入和查找是比較快的虑凛,清空較慢。

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