Question

我最近制作了一个程序，该程序处理许多if / else语句以返回特定值。有人建议改为使用查找表。我的问题是，

它们如何工作以及如何实施？
地图，哈希表和查找表之间有什么区别。

这一切都将使用C ++，而且我是C ++初学者。

Answer 1

您的问题确实很广泛，因为StackOverflow并非教程站点，但今天早上我感到很高兴...

“查找表”只是一个容器（任何一种容器），其中包含您要查找的值，并且通常映射到其他某个值。

以最简单的形式，考虑以下几点：

struct MapIntToString
{
    int value;
    char* string;
};

MapIntToString my_map[] = {
    { 1, "one" },
    { 2, "two" },
    { 3, "three" },
    // ...
};

以上内容可以视为查找表。您可以在my_map上进行迭代（循环）以查找（查找）整数2，然后从中选取字符串"two"。

根据您的需求和用例，上面的示例可能还不够。上面的代码基本上是在普通C而不是C ++中通常完成的方式。对于C ++，有更好的容器来映射值，例如std::map和std::unordered_map。

然而，有时标准类型可能不够用，还有许多其他数据结构可用于查找内容。

Answer 2

我的问题是，它们如何工作以及如何实施？什么是 stl映射，哈希表和查找表之间的区别。

您要寻找的是一种有效的机制，通过该机制您可以查找与给定键对应的值。

您当前的机制（一长串的if / else-if命令）效率很低，因为如果您有N种可能的值可供选择，则您（平均）必须将候选密钥与（N / 2）在找到匹配的其他键之前，您可以停止查找。（这称为O（N）复杂度）

那还有其他选择吗？

最简单的一个实际上就是一个值数组，例如

const char myLookupTable[1000] = {
    "zero",
    "one",
    "two",
    [...]
    "nine hundred and ninety-nine"
};

...使用类似的查找表，您将得到一个键（在这种情况下，该键是介于0和999之间的数字，包括0和999之间的数字），并通过单个数组查找来查找相应的值：

 const char * val = myLookupTable[500];

这是超高效的（O（1）复杂度–始终在恒定的时间内完成，而不管数组有多大！），但仅在键为连续（且相对）为无符号整数的情况下才有效小）的值范围。例如，如果您的键是字符串，则此方法将不适用。

为获得更大的灵活性，下一个选项是STL的std::map。 std::map为您提供从任何键类型到任何值类型的快速键->值查找。在内部，它以tree的形式实现：每个键值对都以这种方式插入树中：树保持排序，树的最小键在树的左边，而最大的键在树的右边。因此，在std::map中查找键（及其关联的值）只是从树的根节点开始，然后将该节点处的键与要查找的键进行比较即可：比你的钥匙？然后移到右边的孩子。还是比您的钥匙大？然后移到左手孩子。重复该过程，直到到达树的底部，这时您将找到所要查找的键值对，或者发现它不存在。这是一种O（log（N））复杂度的算法，因为对于其中具有N个值的树，需要log（N）比较才能完成查找。 O（log（N））被认为是相当不错的效率。

您提到的最终数据结构是hash table（如std::unordered_map所示）。哈希表的处理方式略有不同-在内部它是一个数组，但是为了避免查找表方法的局限性，它还附带一种算法，用于确定给定键/值对在其数组中的位置要存储。它通过为传入的键对象计算<哈希>哈希代码，然后使用该代码计算数组的偏移量（例如int array_offset = hash_code % array_size）并查看该插槽来实现此目的在数组中查看所请求的键值对是否存在。如果是，那么就完成了（再次执行O（1）性能！）；或者如果插槽为空，那么它将知道您的密钥不在表中，并且可以立即返回失败（再次为O（1））。如果该插槽被其他一些键/值对占用，则哈希表将需要使用其他算法来整理hash collision；不同的哈希表以不同的方式处理，但通常仍然相当有效。

查找表如何精确工作以及如何实现它们？

2 个答案: