rev-parse --parseopt: option argument name hints
[git] / Documentation / technical / api-hashmap.txt
1 hashmap API
2 ===========
3
4 The hashmap API is a generic implementation of hash-based key-value mappings.
5
6 Data Structures
7 ---------------
8
9 `struct hashmap`::
10
11         The hash table structure.
12 +
13 The `size` member keeps track of the total number of entries. The `cmpfn`
14 member is a function used to compare two entries for equality. The `table` and
15 `tablesize` members store the hash table and its size, respectively.
16
17 `struct hashmap_entry`::
18
19         An opaque structure representing an entry in the hash table, which must
20         be used as first member of user data structures. Ideally it should be
21         followed by an int-sized member to prevent unused memory on 64-bit
22         systems due to alignment.
23 +
24 The `hash` member is the entry's hash code and the `next` member points to the
25 next entry in case of collisions (i.e. if multiple entries map to the same
26 bucket).
27
28 `struct hashmap_iter`::
29
30         An iterator structure, to be used with hashmap_iter_* functions.
31
32 Types
33 -----
34
35 `int (*hashmap_cmp_fn)(const void *entry, const void *entry_or_key, const void *keydata)`::
36
37         User-supplied function to test two hashmap entries for equality. Shall
38         return 0 if the entries are equal.
39 +
40 This function is always called with non-NULL `entry` / `entry_or_key`
41 parameters that have the same hash code. When looking up an entry, the `key`
42 and `keydata` parameters to hashmap_get and hashmap_remove are always passed
43 as second and third argument, respectively. Otherwise, `keydata` is NULL.
44
45 Functions
46 ---------
47
48 `unsigned int strhash(const char *buf)`::
49 `unsigned int strihash(const char *buf)`::
50 `unsigned int memhash(const void *buf, size_t len)`::
51 `unsigned int memihash(const void *buf, size_t len)`::
52
53         Ready-to-use hash functions for strings, using the FNV-1 algorithm (see
54         http://www.isthe.com/chongo/tech/comp/fnv).
55 +
56 `strhash` and `strihash` take 0-terminated strings, while `memhash` and
57 `memihash` operate on arbitrary-length memory.
58 +
59 `strihash` and `memihash` are case insensitive versions.
60
61 `void hashmap_init(struct hashmap *map, hashmap_cmp_fn equals_function, size_t initial_size)`::
62
63         Initializes a hashmap structure.
64 +
65 `map` is the hashmap to initialize.
66 +
67 The `equals_function` can be specified to compare two entries for equality.
68 If NULL, entries are considered equal if their hash codes are equal.
69 +
70 If the total number of entries is known in advance, the `initial_size`
71 parameter may be used to preallocate a sufficiently large table and thus
72 prevent expensive resizing. If 0, the table is dynamically resized.
73
74 `void hashmap_free(struct hashmap *map, int free_entries)`::
75
76         Frees a hashmap structure and allocated memory.
77 +
78 `map` is the hashmap to free.
79 +
80 If `free_entries` is true, each hashmap_entry in the map is freed as well
81 (using stdlib's free()).
82
83 `void hashmap_entry_init(void *entry, unsigned int hash)`::
84
85         Initializes a hashmap_entry structure.
86 +
87 `entry` points to the entry to initialize.
88 +
89 `hash` is the hash code of the entry.
90
91 `void *hashmap_get(const struct hashmap *map, const void *key, const void *keydata)`::
92
93         Returns the hashmap entry for the specified key, or NULL if not found.
94 +
95 `map` is the hashmap structure.
96 +
97 `key` is a hashmap_entry structure (or user data structure that starts with
98 hashmap_entry) that has at least been initialized with the proper hash code
99 (via `hashmap_entry_init`).
100 +
101 If an entry with matching hash code is found, `key` and `keydata` are passed
102 to `hashmap_cmp_fn` to decide whether the entry matches the key.
103
104 `void *hashmap_get_next(const struct hashmap *map, const void *entry)`::
105
106         Returns the next equal hashmap entry, or NULL if not found. This can be
107         used to iterate over duplicate entries (see `hashmap_add`).
108 +
109 `map` is the hashmap structure.
110 +
111 `entry` is the hashmap_entry to start the search from, obtained via a previous
112 call to `hashmap_get` or `hashmap_get_next`.
113
114 `void hashmap_add(struct hashmap *map, void *entry)`::
115
116         Adds a hashmap entry. This allows to add duplicate entries (i.e.
117         separate values with the same key according to hashmap_cmp_fn).
118 +
119 `map` is the hashmap structure.
120 +
121 `entry` is the entry to add.
122
123 `void *hashmap_put(struct hashmap *map, void *entry)`::
124
125         Adds or replaces a hashmap entry. If the hashmap contains duplicate
126         entries equal to the specified entry, only one of them will be replaced.
127 +
128 `map` is the hashmap structure.
129 +
130 `entry` is the entry to add or replace.
131 +
132 Returns the replaced entry, or NULL if not found (i.e. the entry was added).
133
134 `void *hashmap_remove(struct hashmap *map, const void *key, const void *keydata)`::
135
136         Removes a hashmap entry matching the specified key. If the hashmap
137         contains duplicate entries equal to the specified key, only one of
138         them will be removed.
139 +
140 `map` is the hashmap structure.
141 +
142 `key` is a hashmap_entry structure (or user data structure that starts with
143 hashmap_entry) that has at least been initialized with the proper hash code
144 (via `hashmap_entry_init`).
145 +
146 If an entry with matching hash code is found, `key` and `keydata` are
147 passed to `hashmap_cmp_fn` to decide whether the entry matches the key.
148 +
149 Returns the removed entry, or NULL if not found.
150
151 `void hashmap_iter_init(struct hashmap *map, struct hashmap_iter *iter)`::
152 `void *hashmap_iter_next(struct hashmap_iter *iter)`::
153 `void *hashmap_iter_first(struct hashmap *map, struct hashmap_iter *iter)`::
154
155         Used to iterate over all entries of a hashmap.
156 +
157 `hashmap_iter_init` initializes a `hashmap_iter` structure.
158 +
159 `hashmap_iter_next` returns the next hashmap_entry, or NULL if there are no
160 more entries.
161 +
162 `hashmap_iter_first` is a combination of both (i.e. initializes the iterator
163 and returns the first entry, if any).
164
165 Usage example
166 -------------
167
168 Here's a simple usage example that maps long keys to double values.
169 [source,c]
170 ------------
171 struct hashmap map;
172
173 struct long2double {
174         struct hashmap_entry ent; /* must be the first member! */
175         long key;
176         double value;
177 };
178
179 static int long2double_cmp(const struct long2double *e1, const struct long2double *e2, const void *unused)
180 {
181         return !(e1->key == e2->key);
182 }
183
184 void long2double_init(void)
185 {
186         hashmap_init(&map, (hashmap_cmp_fn) long2double_cmp, 0);
187 }
188
189 void long2double_free(void)
190 {
191         hashmap_free(&map, 1);
192 }
193
194 static struct long2double *find_entry(long key)
195 {
196         struct long2double k;
197         hashmap_entry_init(&k, memhash(&key, sizeof(long)));
198         k.key = key;
199         return hashmap_get(&map, &k, NULL);
200 }
201
202 double get_value(long key)
203 {
204         struct long2double *e = find_entry(key);
205         return e ? e->value : 0;
206 }
207
208 void set_value(long key, double value)
209 {
210         struct long2double *e = find_entry(key);
211         if (!e) {
212                 e = malloc(sizeof(struct long2double));
213                 hashmap_entry_init(e, memhash(&key, sizeof(long)));
214                 e->key = key;
215                 hashmap_add(&map, e);
216         }
217         e->value = value;
218 }
219 ------------
220
221 Using variable-sized keys
222 -------------------------
223
224 The `hashmap_entry_get` and `hashmap_entry_remove` functions expect an ordinary
225 `hashmap_entry` structure as key to find the correct entry. If the key data is
226 variable-sized (e.g. a FLEX_ARRAY string) or quite large, it is undesirable
227 to create a full-fledged entry structure on the heap and copy all the key data
228 into the structure.
229
230 In this case, the `keydata` parameter can be used to pass
231 variable-sized key data directly to the comparison function, and the `key`
232 parameter can be a stripped-down, fixed size entry structure allocated on the
233 stack.
234
235 See test-hashmap.c for an example using arbitrary-length strings as keys.