极客笔记C++ STL中的unordered_map bucket()
在C++ STL中，unordered_map（即无序关联容器）是一种自带哈希表的关联容器，它可以通过哈希表实现元素的快速查找和插入操作。一个unordered_map中包含若干个桶（bucket），每个桶里存储的是相同哈希值的键值对（key-value pair）。而在unordered_map中，bucket()函数可以取得某个元素所在的桶的编号。本文将讨论unordered_map中的bucket()函数。
unordered_map和哈希表
unordered_map是一种关联容器，它的元素是键值对，其中每个键都是唯一的。和std::map不同，unordered_map没有任何对元素排序的要求。unordered_map是通过哈希表（hash table）实现查找和插入操作的。unordered_map内部实现了一个数组，数组的每个元素是一个链表，链表中存储哈希值相同的不同键值对。当需要查找某个元素时，首先对该元素进行哈希，并获取它所在的链表，然后按照链表的顺序进行查找，直到找到该元素或者链表结束。由于哈希表的查找和插入操作的复杂度为O(1)，因此unordered_map可以在常数时间内进行查找和插入。但是，由于哈希表的内存使用和哈希函数效率等问题，unordered_map处理的规模不能过大。
unordered_map bucket()函数
在unordered_map中，bucket()函数可以获取某个元素所在的桶的编号。其函数原型为：
size_type bucket( const key_type& key ) const;
其中，key为元素的键值，size_type为整数类型，用于表示桶的编号。在C++ STL中，std::unordered_map默认情况下采用std::hash作为哈希函数，用于计算元素的哈希值。因此，在使用bucket()函数时，我们无需自己重新计算元素的哈希值。
下面是一个简单的示例代码，展示了如何使用unordered_map的bucket()函数：
#include <iostream>
#include <unordered_map>
using namespace std;
int main(){
unordered_map<string, int> umap;
umap["Leo"] = 90;
umap["Tom"] = 80;
umap["Lucy"] = 70;
cout << "Lucy is in bucket #" << umap.bucket("Lucy") << endl;
cout << "Tom is in bucket #" << umap.bucket("Tom") << endl;
cout << "Leo is in bucket #" << umap.bucket("Leo") << endl;
return 0;
}
输出结果为：
Lucy is in bucket #1
Tom is in bucket #0
Leo is in bucket #2
从输出结果可以看出，Lucy、Tom和Leo分别被分配到了编号为1、0和2的桶中。
需要注意的是，unordered_map采用的哈希函数可能会有不同的实现方式。不同的实现方式可能导致相同元素的哈希值不同，因而可能会分配到不同的桶中。因此，当我们需要准确地知道某个元素所在的桶编号时，最好使用元素的键值，而不要使用元素的哈希值。
其他相关函数
unordered_map中还有其他相关的函数。下面简单介绍两个常用函数。
load_factor()
load_factor()函数返回当前哈希表的装载因子（load factor）。装载因子表示当前哈希表中元素个数与桶的总数的比值。如果装载因子过大，则表明哈希表存储的元素过多，可能导致哈希冲突的概率增大，从而降低查询和插入的效率。因此，当装载因子过大时，通常需要扩大哈希表的容量或者重新设计哈希函数。load_factor()函数的函数原型为：
float load_factor() const;
其中返回值为float类型，表示当前哈希表的装载因子。
bucket_count()
bucket_count()函数返回当前哈希表中桶的总数。其函数原型为：
size_type bucket_count() const;
其中size_type也表示整数类型，用于表示桶的数量。
结论
本文介绍了C++ STL中unordered_map容器的bucket()函数，这个函数可以获取某个元素所在的桶的编号。在使用bucket()函数时，我们通常使用元素的键值作为函数参数。除此之外，我们还介绍了其他一些与unordered_map相关的函数，如load_factor()和bucket_count()函数。当需要使用unordered_map容器实现快速查找和插入操作时，我们可以使用bucket()函数来获取某个元素所在的桶的编号，并且在需要时可以使用load_factor()和bucket_count()函数来调整哈希表的容量和设计哈希函数。