Бьерн Страуструп - Язык программирования С++. Главы 2-4 - Таблица имен

3.1.3  Таблица имен

Есть функция поиска в таблице имен:

       name* look(char* p, int ins =0);

Второй ее параметр показывает, была ли символьная строка, обозначающая имя, ранее занесена в таблицу. Инициализатор =0 задает стандартное значение параметра, которое используется, если функция look()
вызывается только с одним параметром. Это удобно, так как можно писать look("sqrt2"), что означает look("sqrt2",0), т.е. поиск, а не занесение в таблицу. Чтобы было так же удобно задавать операцию занесения в таблицу, определяется вторая функция:

      inline name* insert(const char* s) { return look(s,1); }

Как ранее упоминалось, записи в этой таблице имеют такой тип:

      struct name {
           char* string;
           name* next;
           double value;
      };

Член next используется для связи записей в таблице. Собственно таблица  - это просто массив указателей на объекты типа name:

      const TBLSZ = 23;
      name* table[TBLSZ];

Поскольку по умолчанию все статические объекты инициализируются нулем, такое тривиальное описание таблицы table обеспечивает также и нужную инициализацию.

Для поиска имени в таблице функция look() использует простой хэш-код (записи, в которых имена имеют одинаковый хэш-код, связываются): вместе):

           int ii = 0;        // хэш-код
           const char* pp = p;
           while (*pp) ii = ii<<1 ^ *pp++;
           if (ii < 0) ii = -ii;
           ii %= TBLSZ;

Иными словами, с помощью операции ^ ("исключающее ИЛИ") все символы входной строки p поочередно добавляются к ii. Разряд в результате x^y равен 1 тогда и только тогда, когда эти разряды в операндах x и y различны. До выполнения операции ^ значение ii сдвигается на один разряд влево, чтобы использовался не только один байт ii. Эти действия можно записать таким образом:

           ii <<= 1;
           ii ^= *pp++;

Для хорошего хэш-кода лучше использовать операцию ^, чем +. Операция сдвига важна для получения приемлемого хэш-кода в обоих случаях. Операторы

           if (ii < 0) ii = -ii;
           ii %= TBLSZ;

гарантируют, что значение ii будет из диапазона 0...TBLSZ-1. Напомним, что % - это операция взятия остатка. Ниже полностью приведена функция look:

          #include <string.h>

          name* look(const char* p, int ins =0)
          {
            int ii = 0;        // хэш-код
            const char* pp = p;
            while (*pp) ii = ii<<1 ^ *pp++;
            if (ii < 0) ii = -ii;
            ii %= TBLSZ;

            for (name* n=table[ii]; n; n=n->next)    // поиск
                if (strcmp(p,n->string) == 0) return n;

            if (ins == 0) error("имя не найдено");

            name* nn = new name;                     // занесение
            nn->string = new char[strlen(p)+1];
            strcpy(nn->string,p);
            nn->value = 1;
            nn->next = table[ii];
            table[ii] = nn;
            return nn;
          }

После вычисления хэш-кода ii идет простой поиск имени по членам next. Имена сравниваются с помощью стандартной функции сравнения строк strcmp(). Если имя найдено, то возвращается указатель на содержащую его запись, а в противном случае заводится новая запись с этим именем.

Добавление нового имени означает создание нового объекта name в свободной памяти с помощью операции new (см. $$3.2.6), его инициализацию и включение в список имен. Последнее выполняется как занесение нового имени в начало списка, поскольку это можно сделать даже без проверки того, есть ли список вообще. Символьная строка имени также размещается в свободной памяти. Функция strlen() указывает, сколько памяти нужно для строки, операция new отводит нужную память, а функция strcpy() копирует в нее строку. Все строковые функции описаны в <string.h>:

         extern int strlen(const char*);
         extern int strcmp(const char*, const char*);
         extern char* strcpy(char*, const char*);