【C++】unordered_map和unordered_set的使用

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目录

  •✨说在前面

知识点一:unordered_set与unorder_map系列的使用

•1.unordered_set系列介绍

•2.unordered_set和set的使用差异

•3. unordered_map和map的使用差异

•4. unordered_mutimap、unordered_mutiset

•5. unordered_xxx的哈希相关接口

 • ✨SumUp结语


  •✨说在前面

亲爱的读者们大家好!,我们又见面了,在之前的文章中我给大家介绍了红黑树以及map和set的使用。如果大家没有掌握好相关的知识,上一篇篇文章讲解地很详细,可以再回去看看,特别是旋转的部分,复习一下,再进入今天的内容。

我们之前给大家讲过map和set的使用,我们今天就来看看unorder_map和unordered_set,它和map和set的区别就是它的前缀——unordered,即无序的。如果大家准备好了,那就接着往下看吧~

   
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知识点一:unordered_set与unorder_map系列的使用

•1.unordered_set系列介绍

【C++】unordered_map和unordered_set的使用_第1张图片

1. unordered_set的声明如下,Key就是unordered_set底层关键字的类型。

2. unordered_set默认要求Key支持转换为整形,如果不支持或者想按自己的需求走可以自行实现支持将Key转成整形的仿函数传给第二个模板参数

3. unordered_set默认要求Key支持比较相等,如果不支持或者想按自己的需求走可以自行实现支持将Key比较相等的仿函数传给第三个模板参数

4. unordered_set底层存储数据的内存是从空间配置器申请的,如果需要可以自己实现内存池,传给第四个参数

5. 一般情况下,我们都不需要传后三个模板参数。

6. unordered_set底层是用哈希桶实现,增删查平均效率是O(1) ,迭代器遍历不再有序,为了跟set区分,所以取名unordered_set。

7. 前面部分我们已经学习了set容器的使用,set和unordered_set的功能高度相似,只是底层结构不同,有一些性能和使用的差异,这里我们只讲他们的差异部分。

template < class Key, //
	unordered_set::key_type // value_type
	class Hash = hash, // unordered_set::hasher
	class Pred = equal_to, // unordered_set::key_equal
	class Alloc = allocator // unordered_set::allocator_type
> class unordered_set;

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•2.unordered_set和set的使用差异

1. 查看文档我们会发现unordered_set的支持增删查且跟set的使用一模一样,关于使用我们这里就不再赘述和演示了。

2. (使用要求)unordered_set和set的第一个差异是对key的要求不同set要求参数Key支持小于的比较,而unordered_set要求Key支持转成整形且支持等于比较,要理解unordered_set的这个两点要求得后续我们结合哈希表底层实现才能真正理解,也就是说这本质是哈希表的要求。

3. (功能)unordered_set和set的第二个差异是迭代器的差异set的iterator是双向迭代器,unordered_set是单向迭代器,其次set底层是红黑树,红黑树是二叉搜索树,走中序遍历是有序的,所以set迭代器遍历是有序+去重。而unordered_set底层是哈希表,迭代器遍历是无序+去重

4. (效率)unordered_set和set的第三个差异是性能的差异,整体而言在大多数的场景下,unordered_set的增删查改更快一些,因为红黑树增删查改效率是O(logN) ,而哈希表增删查平均效率是O(1) ,具体可以参看下面代码的演示的对比差异。

pair insert ( const value_type& val );
size_type erase ( const key_type& k );
iterator find ( const key_type& k );
#include 
using namespace std;
#include ;
#include ;
#include ;
#include ;

void SetTest2()
{
	const int N = 1000000;

	set s;
	unordered_set us;

	vector v;
	v.reserve(N);
	srand((unsigned int)time(0));
	for (int i = 0; i < N; i++)
	{
		v.push_back(rand() + i);//减少重复值
	}
	size_t begin1 = clock();
	for (auto& e : v)
	{
		s.insert(e);
	}
	size_t end1 = clock();
	cout << "set insert:" << end1 - begin1 << endl;
	
	size_t begin2 = clock();
	for (auto& e : v)
	{
		us.insert(e);
	}
	size_t end2 = clock();
	cout << "unordered_set insert:" << end2 - begin2 << endl;

	int m1 = 0;
	size_t begin3 = clock();
	for (auto e : v)
	{
		auto ret = s.find(e);
		if (ret != s.end())
		{
			++m1;
		}
	}
	size_t end3 = clock();
	cout << "set find:" << end3 - begin3 << "->" << m1 << endl;

	int m2 = 0;
	size_t begin4 = clock();
	for (auto e : v)
	{
		auto ret = us.find(e);
		if (ret != us.end())
		{
			++m2;
		}
	}
	size_t end4 = clock();
	cout << "unorered_set find:" << end4 - begin4 << "->" << m2 << endl;
	cout << endl;
	cout << "插入数据个数:" << s.size() << endl;
	cout << "插入数据个数:" << us.size() << endl << endl;

	size_t begin5 = clock();
	for (auto e : v)
	{
		s.erase(e);
	}
	size_t end5 = clock();
	cout << "set erase:" << end5 - begin5 << endl;

	size_t begin6 = clock();

		for (auto e : v)
		{
			us.erase(e);
		}
	size_t end6 = clock();
	cout << "unordered_set erase:" << end6 - begin6 << endl << endl;
}

int main()
{
	SetTest2();

	return 0;
}

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•3. unordered_map和map的使用差异

2. (使用要求)unordered_map和map的第一个差异是对key的要求不同map要求参数Key支持小于的比较,而unordered_map要求Key支持转成整形且支持等于比较,要理解unordered_map的这个两点要求得后续我们结合哈希表底层实现才能真正理解,也就是说这本质是哈希表的要求。

3. (功能)unordered_map和map的第二个差异是迭代器的差异map的iterator是双向迭代器,unordered_map是单向迭代器,其次map底层是红黑树,红黑树是二叉搜索树,走中序遍历是有序的,所以map迭代器遍历是有序+去重。而unordered_map底层是哈希表,迭代器遍历是无序+去重

4. (效率)unordered_map和map的第三个差异是性能的差异,整体而言在大多数的场景下,unordered_map的增删查改更快一些,因为红黑树增删查改效率是O(logN) ,而哈希表增删查平均效率是O(1) 。

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•4. unordered_mutimap、unordered_mutiset

1. unordered_multimap/unordered_multiset跟multimap/multiset功能完全类似,支持Key冗余

2.  unordered_multimap/unordered_multiset跟multimap/multiset的差异也是三个方面的差异:Key的要求的差异,iterator及遍历顺序的差异,性能的差异

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•5. unordered_xxx的哈希相关接口

Buckets和Hash policy系列的接口分别是跟哈希桶和负载因子相关的接口,日常使用的角度我们不需要太关注,后面学习了哈希表底层,我们再来看这个系列的接口,一目了然。

 

 • ✨SumUp结语

到这里本篇文章的内容就结束了,本节介绍了C++中unordered_map和unordered_set的相关知识。有了前面map和set的基础,今天的内容就变得很简单了。不过依然希望大家能够认真学习,打好基础,迎接接下来的挑战,期待大家继续捧场~

【C++】unordered_map和unordered_set的使用_第2张图片

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