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iOS标准库中常用数据结构和算法之哈希表

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🎲哈希表

系统提供一个全局的key为字符串的哈希表。并提供哈希表的创建、元素添加、元素查找、哈希表的销毁的能力。存储在哈希表中的元素是一个如下的标准结构:

//哈希表元素实体结构定义
typedef	struct entry {
	char *key;   //哈希表中的key,必须是字符串
	void	*data;  //哈希表中的值,是一个指针类型,其内容可以任意。
} ENTRY;
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一、哈希表的创建和销毁

功能:用于全局哈希表的创建和销毁操作。

头文件:#include <search.h>

平台:BSD Unix

函数签名

//创建一个哈希表
 int hcreate(size_t nel);
//销毁一个哈希表
 void hdestroy(void);
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参数

nel: [in]指定哈希表的初始容量尺寸,这个参数主要用于内存存储上的优化处理。

return:[out] 如果哈希表创建成功则返回0,否则返回非0。

描述

系统提供了一个全局的哈希表,因此这也是一个非常重要的缺点,因为我们无法知道其他函数是否也正在使用这个哈希表。因此在特定时刻只有一个哈希表是有效的。个人的感觉是这就是一个非常不合理的哈希表实现。

二、哈希表元素的添加和查询。

功能:用于哈希表元素的添加和查询。

头文件:#include <search.h>

平台:BSD Unix

函数签名


ENTRY * hsearch(ENTRY item, ACTION action);

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参数

item:[in] 要进行查询或者添加的条目,这是一个ENTRY类型的数据。如果我们只是查询则只需要设置ENTRY中的key部分的值,而如果是添加则需要设置完整的key和data的值。

action:[in]指定要对哈希表执行的动作,这个类型是一个ACTION类型的枚举值,其定义如下:

typedef	enum {
	FIND, ENTER
} ACTION;
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当值设置为FIND时则只进行查找处理。 当值设置为ENTER是就先进行查找,如果不存在时就进行添加处理。

return:[out] 返回查找或者添加时在哈希表中的实体元素的指针。如果没有查找到或者添加失败则返回NULL。我们不需要对返回的ENTRY指针进行内存释放处理,而是由系统来完成。

描述

对哈希表执行ENTER动作时,如果找到了则直接返回以前曾经插入到哈希表中的条目,如果没有找到则会在哈希表中创建一个新的条目,并返回新条目的指针。**这里需要注意的是在执行插入时要求ENTRY结构体中的key部分的内存必须要用malloc进行分配,因为哈希表在销毁时会对所有哈希表中的元素的key部分调用free处理。**也就是说对于哈希表的插入来说key的内存我们负责分配,而由系统负责销毁。这里也存在一个BUG就是当我们对一个在哈希表中已经存在的key再次调用hsearch时会返回对应的ENTRY指针。但是我们无法得知这个返回值到底是新创建的还是已经存在的。而我们的key又是通过malloc分配出来的内存数据,因此就无法确定我们是否需要去释放这部分已经分配出来的key的内存。

示例代码

void main()
{
   //创建
   if (hcreate(10) != 0)
    {
         //插入
        ENTRY ent;
        ent.key = malloc(4);    //对于插入处理必须用malloc进行内存分配,而且我们不需要去释放它。
        ent.data = (int*)10;   //这里值保存着整数类型。
        strcpy(ent.key, "Bob");
        ENTRY *p1 = hsearch(ent, ENTER);
        NSAssert(strcmp(p1->key, "Bob")==0, @"oops!");
        
        ent.key = malloc(6);
        ent.data = (int*)20;
        strcpy(ent.key, "Alice");
        ENTRY *p2 = hsearch(ent, ENTER);
        
       //查找
        ENTRY *p3 = hsearch(ent, FIND);
        NSAssert(p3 == p2);

        //销毁
        hdestroy();
    }
}
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由于这个哈希表的实现对插入重复元素时存在着BUG,以及又是全局唯一的,所以不建议使用它。

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