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创建自定义哈希集合类:C++ HashSet
2023-07-05 04:35:15 深夜i     --     --
C++ 哈希集合 自定义类

在C++中,哈希集合是一种常见的数据结构,它允许高效地添加,检索和删除元素。如果你需要自定义一个哈希集合类来满足你特定的需求,那么你需要考虑以下几个方面:

1.哈希函数

哈希函数是将元素映射到哈希表中的一个桶的关键。一个好的哈希函数应该将不同的元素映射到不同的桶中,同时保持桶的均匀分布。最常见的哈希函数是对元素进行取模运算来得到桶的索引,尽管有一些其他的更高级的哈希函数可以提高性能。

2.冲突解决

由于哈希函数不可能将每个元素映射到不同的桶中,所以冲突是不可避免的。当两个元素映射到同一桶中时,我们需要一个冲突解决策略来处理这种情况。最简单的解决方法是使用链式哈希表,当发生冲突时,在同一桶中创建一个链表,将元素添加到链表的末尾。

3.性能

对于大型数据集,性能是创建自定义哈希集合类的一个重要考虑因素。考虑哈希函数,解决冲突的策略和算法的复杂度可以帮助我们构建一个高效的哈希集合类。

在C++中,创建自定义哈希集合类很容易。我们可以使用标准库中的unordered_set类,或者从头开始实现我们自己的集合类。下面是一个简单的教程,向您展示如何使用链式哈希表实现自定义哈希集合类:


#include <iostream>

#include <vector>

using namespace std;

// 节点类

template<typename T>

class Node {

public:

  T value;

  Node *next;

  Node(T val) : value(val), next(nullptr) {}

};

// 哈希集合

template<typename T>

class HashSet {

private:

  vector<Node<T> *> buckets;  // 存储桶的数组

  int size;

public:

  HashSet(int bucketsSize) : buckets(bucketsSize), size(0) {}

  // 添加元素

  void add(T val) {

    int index = hashFunction(val);

    Node<T> *node = buckets[index];

    while (node != nullptr) {

      if (node->value == val)

        return;

      node = node->next;

    }

    Node<T> *newNode = new Node<T>(val);

    newNode->next = buckets[index];

    buckets[index] = newNode;

    size++;

  }

  // 删除元素

  void remove(T val) {

    int index = hashFunction(val);

    Node<T> *node = buckets[index];

    if (node == nullptr)

      return;

    if (node->value == val) {

      buckets[index] = node->next;

      delete node;

      size--;

      return;

    }

    while (node->next != nullptr) {

      if (node->next->value == val) {

        Node<T> *temp = node->next;

        node->next = node->next->next;

        delete temp;

        size--;

        return;

      }

      node = node->next;

    }

  }

  // 是否包含元素

  bool contains(T val) {

    int index = hashFunction(val);

    Node<T> *node = buckets[index];

    while (node != nullptr) {

      if (node->value == val)

        return true;

      node = node->next;

    }

    return false;

  }

  // 元素个数

  int getSize()

    return size;

  

  // 哈希函数

  int hashFunction(T val) {

    return hash<T>()(val) % buckets.size();

  }

};

// 测试

int main() {

  HashSet<int> set(10);  // 创建哈希集合,桶的大小为10

  set.add(1);

  set.add(2);

  set.add(3);

  set.add(4);

  set.add(5);

  set.remove(4);

  cout << set.contains(4) << endl;

  cout << set.getSize() << endl;

  return 0;

}

通过上述示例,我们可以看到自定义哈希集合可以帮助我们高效地添加,检索和删除元素。同时,这个集合类可以自定义哈希函数和解决冲突策略,以满足我们的特定需求。

  
  

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