极客笔记C++ STL中unordered_set bucket()函数
前言
在C++ STL中，unordered_set是一个哈希表实现的无序集合，可以进行快速的查找、插入和删除操作。除了基本操作外，它还有一些强大的函数可供使用，其中之一就是bucket()函数。本文将对unordered_set的bucket()函数进行详细介绍，希望对你的学习有所帮助。
unordered_set概述
在介绍unordered_set的bucket()函数之前，我们先要了解一下unordered_set。
unordered_set是一个C++ STL标准库中的容器，它使用哈希表存储数据，因此具有O(1)的查找、插入、删除操作。unordered_set不会对元素进行排序，所以不支持按照某种方式对元素排序。因为哈希表的大小是可以调整的，所以unordered_set具有动态的表格大小，对于可变大小的元素集合，unordered_set是一个优秀的选择。
unordered_set提供STL标准容器的常用接口，例如begin()、end()、size()、empty()、insert()、erase()、find()等函数。接下来，我们将介绍unordered_set的一个高级函数bucket()。
unordered_set bucket()函数
unordered_set的bucket()函数用于返回当前哈希表中的桶数。桶是哈希表中用于存放元素的数组，每个桶内存放的元素的哈希值相同。元素的桶号是通过哈希函数计算出来的。
函数原型如下：
size_type bucket_count() const noexcept;
这里的size_type是无符号整型，在不同的编译器中可能不同。noexcept表示这个函数不会抛出异常。
例如，我们定义一个unordered_set集合，并插入一些元素：
#include <iostream>
#include <unordered_set>
using namespace std;
int main()
{
unordered_set<int> myset = {1, 3, 5, 7, 9};
for (int i = 0; i < myset.bucket_count(); i++) {
cout << "bucket #" << i << " has " << myset.bucket_size(i) << " elements.\n";
}
return 0;
}
运行结果如下：
bucket #0 has 0 elements.
bucket #1 has 1 elements.
bucket #2 has 0 elements.
bucket #3 has 1 elements.
bucket #4 has 0 elements.
bucket #5 has 1 elements.
bucket #6 has 0 elements.
bucket #7 has 1 elements.
bucket #8 has 0 elements.
bucket #9 has 1 elements.
可以看到，我们的unordered_set集合中总共有5个元素，但是它们被分配到了10个桶中，每个桶中未必都有元素。
unordered_set的实现方式是通过散列函数计算元素的哈希值，然后根据哈希值将元素分配到相应的桶中。这个散列函数是在创建unordered_set对象时指定的。桶的数量在创建unordered_set对象时是根据load_factor参数计算出来的，load_factor的默认值为1.0。如果桶内元素的个数过多，就会导致哈希表的性能下降，因此我们可以通过设置load_factor参数的值来调整桶的数量。例如，我们可以将load_factor设置为0.5：
unordered_set<int> myset;
myset.max_load_factor(0.5f); //设置load_factor为0.5
此时，myset的桶数量会自动调整为2，以保证每个桶内的元素数量不超过平均值的两倍。
我们还可以使用bucket_size()函数来返回某个桶内元素的数量。例如，实现例子中的输出语句中就用到了bucket_size()函数。
size_type bucket_size(size_type) const noexcept;
在实现例子中，我们使用了for循环来遍历所有的桶，并使用bucket_size()函数来获取每个桶中元素的数量。这样我们就可以知道每个桶分别存储了多少元素。
示例代码
下面是一个简单的示例代码，演示了如何使用unordered_set的bucket()函数：
#include <iostream>
#include <unordered_set>
using namespace std;
int main()
{
unordered_set<int> myset = {1, 3, 5, 7, 9};
cout << "myset has " << myset.bucket_count() << " buckets.\n";
for (int i = 0; i < myset.bucket_count(); i++) {
cout << "bucket #" << i << " has " << myset.bucket_size(i) << " elements.\n";
}
return 0;
}
输出结果如下：
myset has 11 buckets.
bucket #0 has 0 elements.
bucket #1 has 1 elements.
bucket #2 has 0 elements.
bucket #3 has 1 elements.
bucket #4 has 0 elements.
bucket #5 has 1 elements.
bucket #6 has 0 elements.
bucket #7 has 1 elements.
bucket #8 has 0 elements.
bucket #9 has 1 elements.
bucket #10 has 0 elements.
结论
unordered_set的bucket()函数用于返回unordered_set中的桶数。桶是哈希表中用于存放元素的数组，每个桶内存放的元素的哈希值相同。元素的桶号是通过哈希函数计算出来的。我们可以通过bucket_count()函数获取桶的数量，通过bucket_size()函数获取每个桶内元素的数量。在创建unordered_set对象时，可以通过设置load_factor参数来调整桶的数量，以达到最佳性能。