unordered_map 禁止碰撞答案

【问题标题】：unordered_map with forbidden collisionsunordered_map 禁止碰撞
【发布时间】：2011-04-11 14:24:45
【问题描述】：

我想实现一个性能优化的unordered_map 变体，它分几个阶段工作：

初始化：在std::map中插入大约100个元素
准备工作：做一些魔术，将std::map 转换为std::unordered_map 的变体
工作：执行大量（无限）查找；禁止插入/删除

为了使“工作”阶段尽可能快，我想为给定的一组键选择一个没有冲突的散列函数（在初始化阶段收集）。

我想衡量我可以从这个技巧中获得多少性能改进。所以这将是一个实验，可能会进入生产代码。

标准库是否有用于此实现的功能（例如，查找给定的 unordered_map 有多少冲突；或更改散列函数）？还是我应该自己实现？

【问题讨论】：

看看 gperf 以生成完美的散列函数（当然，如果您希望散列完美，则需要将所有输入交给它... )
我很确定 gperf 需要在编译时知道完整的项目集。
使用完美散列等现有方法怎么样？ en.wikipedia.org/wiki/Dynamic_perfect_hashing

标签： c++ optimization hash c++-standard-library

【解决方案1】：

这里是“碰撞管理”API：

size_type bucket_count() const;
size_type max_bucket_count() const;

size_type bucket_size(size_type n) const;
size_type bucket(const key_type& k) const;

local_iterator       begin(size_type n);
local_iterator       end(size_type n);
const_local_iterator begin(size_type n) const;
const_local_iterator end(size_type n) const;
const_local_iterator cbegin(size_type n) const;
const_local_iterator cend(size_type n) const;

简而言之，bucket_size(n) 为您提供第 n 个存储桶的碰撞次数。您可以使用键查找存储桶，也可以使用 local_iterator 遍历存储桶。

为了更改哈希函数，我将分配/构造一个新容器，从旧的哈希函数到新的。

【讨论】：

【解决方案2】：

如果您有很多读取和较少写入，您可以使用向量作为映射。这很常见，因为lower_bound 比map 更有效，并且占用的内存空间更少：

bool your_less_function( const your_type &a, const your_type &b )
{
  // based on keys
  return ( a < b );
}
...
std::vector<your_type> ordered-vector;

添加值时：

...
// First 100 values
ordered-vector.push_back(value)
...
// Finally. The vector must be sorted before read.
std::sort( ordered-vector.begin(), ordered-vector.end(), your_less_function );

询问数据时：

std::vector<your_type>::iterator iter = std::lower_bound( ordered-vector.begin(), ordered-vector.end(), value, your_less_function );
if ( ( iter == ordered-vector.end() ) || your_less_function( *iter, value ) )
  // you did not find the value
else
  // iter contains the value

不幸的是，它是订购的，但真的很快。

【讨论】：

表中只有 100 个条目，在 lower_bound 中通过二分搜索完成的比较应该很快。不过，一个简单的哈希仍然可能更快。

【解决方案3】：

冲突的数量取决于桶的数量。根据boost documentation，使用 rehash 函数将桶数设置为 100 对您有用吗？

【讨论】：