C++ STL中的unordered_multiset bucket()函数

简介

在C++的STL库中，有一个容器unordered_multiset，它是一个无序的多重集合，支持高效地插入、查找、删除和遍历元素。在unordered_multiset中，元素的存储是通过哈希表实现的，哈希表将元素散列至不同的桶中，同一个桶中的元素具有相同的哈希值。而bucket()函数则用来获取元素所在的桶的编号。在这篇文章中，我们将探讨unordered_multiset中bucket()函数的用法和实现原理。

unordered_multiset的使用

在使用unordered_multiset时，我们需要包含头文件，并定义一个unordered_multiset对象。下面是一个简单的示例代码：

#include <iostream>
#include <unordered_set>
using namespace std;

int main() {
    unordered_multiset<int> myset{ 1,2,3 };
    myset.insert(3); //允许重复元素的插入
    myset.erase(2); //删除元素2
    for (const auto& x : myset) {
        cout << x << " ";
    }
    return 0;
}

在上述示例代码中，我们定义了一个名为myset的unordered_multiset对象，并在其构造函数中插入了三个元素1、2和3。我们也可以通过insert()函数向unordered_multiset中插入新元素，erase()函数可以删除指定的元素。最后，我们使用for循环对unordered_multiset中的元素进行遍历并输出。

unordered_multiset中的bucket()函数

在unordered_multiset中，我们可以使用bucket()函数获取元素所在的桶的编号。该函数的原型如下：

size_type bucket(const key_type& k) const;

函数的参数k是元素的值，函数返回值是该元素所在桶的编号。

以下是一个例子：

unordered_multiset<string> myset = { "hello", "world", "hello world", "good", "morning" };

for (const auto& x : myset) {
    cout << "bucket[" << x << "] = " << myset.bucket(x) << endl;
}

这段代码建立了一个包含5个元素的unordered_multiset对象myset，并使用for循环遍历myset中的元素，并使用bucket()函数获取每个元素所在的桶的编号，并输出结果。

unordered_multiset元素散列的实现原理

元素散列是将unordered_multiset中的元素插入到各个桶中的关键步骤。unordered_multiset使用哈希函数对元素进行散列，哈希函数的结果即为元素所在的桶的编号。unordered_multiset的哈希函数实现是比较灵活的，开发者可以根据需要自行定制哈希函数。

在unordered_multiset中，元素的散列和存储过程可以描述为以下几步：

将元素传入哈希函数中进行散列，散列结果即为元素的哈希值。
根据哈希值，获取元素所在的桶的编号。
如果该桶中已经存在相同的哈希值，则将新元素插入到相应的链表的尾部。
如果该桶中不存在相同的哈希值，则在桶的链头插入一个新的节点。

定制unordered_multiset的哈希函数

在unordered_multiset中，哈希函数由模板参数hash提供。如果我们想要定制unordered_multiset的哈希函数，只需要定义一个哈希函数的函数对象，并将其作为模板参数传入unordered_multiset。

以下是一个示例代码：

#include <iostream>
#include <unordered_set>
using namespace std;

struct MyHashFunc {
    size_t operator()(const string& s) const { //自定义哈希函数
        size_t hash_val = 0;
        for (char c : s) {
            hash_val += c;
        }
        return hash_val;
    }
};

int main() {
    unordered_multiset<string, MyHashFunc> myset{ "hello", "world", "hello world", "good", "morning" };

    for (const auto& x : myset) {
        cout << "bucket[" << x << "] = " << myset.bucket(x) << endl;
    }
    return 0;
}

上述代码中，我们定义了一个名为MyHashFunc的结构体，并在其中定义了一个名为operator()的哈希函数。该哈希函数将每个字符的ASCII码值加起来，作为元素的哈希值。接着，我们在unordered_multiset的定义中将MyHashFunc作为第二个模板参数传入，以使用我们自己定义的哈希函数。

结论

unordered_multiset是C++ STL中的一个无序多重集合容器，具有高效的元素插入、查找、删除和遍历操作。unordered_multiset通过哈希表实现元素的存储与查找，bucket()函数用来获取元素所在的桶的编号。同时，通过定义自己的哈希函数，我们可以定制unordered_multiset的哈希函数，使得哈希表的散列算法更加适配我们的数据集合。