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Data Structure - hash table

2016-02-13

아주 간단히 구현한 C++ Hash table. 물론 unordered_multimap을 쓰는 것이 편하지만 hash table의 구조에 대해 이해하기 위해 구현해 보았다.

구조

Hash table의 entry는 key와 value로 구성되고, key는 주로 string이 많이 쓰이고, value는 다양하다. 코딩이 용이하도록 class가 아닌 struct로 하되 constructor는 추가해 놓았다.

struct Item{
    string key;
    int val;
    Item(string p_key, int p_val){
        key = p_key;
        val = p_val;
    };
};    

hash function은 key값을 받아서 각 char의 ascii값을 더해서 전체 entry 숫자로 나눈 나머지를 index로써 반환하도록 구현했다.

int hash(string key){
    int sum = 0;
    for(auto &it : key){
        sum += it;
    }
    return sum % entryNum;
};

Hash table의 구조는 Separate Chaining이다. 각 Entry마다 linkedlist가 있어서 collision없이 아이템을 쉽게 제거, 추가할 수 있지만, worsecase O(n)인 구조이다.

vector<list<Item> > HT;

초기화시에 entry의 숫자를 정하는데 2, 4, 6, 8의 배수로 할 경우 중복의 가능성이 커서 소수로 정하는 것이 좋다. 그리고 이때 반드시 vector는 초기화 해야 한다.

HashTable(int num){
    if(num <= 0) num = 17;
    entryNum = num;
    HT.resize(num);
}

code

#include <iostream>
#include <vector>
#include <list>
#include <string>
using namespace std;
struct Item{
    string key;
    int val;
    Item(string p_key, int p_val){
        key = p_key;
        val = p_val;
    };
};
class HashTable {
private:
    int entryNum;
    vector<list<Item> > HT;
    int hash(string key){
        int sum = 0;
        for(auto &it : key){
            sum += it;
        }
        return sum % entryNum;
    };
public:
    HashTable(int num){
        if(num <= 0) num = 17;
        entryNum = num;
        HT.resize(num);
    }
    void addItem(string key, int value){
        int index = hash(key);
        HT[index].push_back(Item(key, value));
    }
    void removeItem(string key){
        int index = hash(key);
        for(auto it = HT[index].begin(); it!= HT[index].end(); it++){
            if((*it).key == key){
                HT[index].erase(it);
                return;
            }
        }
    }
    bool lookup(string key, int &value){
        int index = hash(key);
        for(auto it = HT[index].begin(); it!= HT[index].end(); it++){
            if((*it).key == key){
                value = (*it).val;
                return true;
            }
        }
        return false;
    }
    void print(){
        int index = 0;
        for(auto it = HT.begin(); it!= HT.end(); it++){
            cout << "INDEX: " << index++ << " || ";
            for(auto lt = (*it).begin(); lt != (*it).end(); lt++){
                cout << "(" << (*lt).key << "," << (*lt).val << ") ";
            }
            cout << endl;
        }
    }
};

int main()
{
    HashTable table(11);
    table.addItem("AAA", 10);
    table.addItem("BBB", 20);
    table.addItem("CCC", 30);
    table.addItem("DDD", 40);
    table.addItem("EEE", 50);
    table.addItem("FFF", 60);
    table.addItem("AAB", 10);
    table.addItem("BBC", 20);
    table.addItem("CCD", 30);
    table.addItem("DDE", 40);
    table.addItem("EEF", 50);
    table.addItem("FFA", 60);
    table.addItem("BAB", 10);
    table.addItem("CBC", 20);
    table.addItem("DCD", 30);
    table.addItem("EDE", 40);
    table.addItem("FEF", 50);
    table.addItem("AFA", 60);
    int val;
    if(table.lookup("EEE", val)){
        cout << val << endl;
    } else {
        cout << "NOT FOUND" << endl;
    }
    table.removeItem("EEE");
    if(table.lookup("EEE", val)){
        cout << val << endl;
    } else {
        cout << "NOT FOUND" << endl;
    }
    table.print();
    return 0;
}

참고

vector와 list를 사용하지 않은 좀 더 순수(?)한 구현은 보고 싶다면 여기를 참조하자.


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