C++容器map及unordered_map底层实现和性能上有所不同

std::map 和 std::unordered_map都是 C++ 标准库中用于实现关联容器的类模板，但它们在底层实现和性能上有所不同。

1. std::map：

使用红黑树实现，保持元素的有序性。因此，所有操作的时间复杂度都是 O(log n)，其中 n 是元素个数。
元素按键排序存储，键是唯一的，每个键最多只能出现一次。
适用于需要有序存储键值对的情况，例如需要按照键的顺序进行遍历或查找的场景。

当需要按照键的顺序进行存储和访问时，可以使用 std::map。例如，存储学生的分数，并按照学生姓名的字典顺序进行排序：

cpp 复制代码

#include <iostream>
#include <map>
#include <string>

int main() {
    std::map<std::string, int> studentScores;

    // 添加学生分数
    studentScores["Alice"] = 95;
    studentScores["Bob"] = 87;
    studentScores["Charlie"] = 92;

    // 遍历输出学生分数（按姓名字典顺序）
    for (const auto& pair : studentScores) {
        std::cout << pair.first << ": " << pair.second << std::endl;
    }

    return 0;
}

2. std::unordered_map：

使用哈希表实现，插入、查找、删除操作的平均时间复杂度为 O(1)，但最坏情况下可能会达到 O(n)。
元素存储时没有顺序限制，但键必须是唯一的。
适用于对插入和查找性能有较高要求，并且不要求元素有序存储的情况。

因此，选择 std::map 还是 std::unordered_map 取决于具体的需求。如果需要有序存储或者操作少量数据，可以选择 std::map；如果对性能要求较高，并且不需要有序存储，可以选择 std::unordered_map。

cpp 复制代码

#include <iostream>
#include <unordered_map>
#include <string>

int main() {
    std::unordered_map<std::string, int> studentScores;

    // 添加学生分数
    studentScores["S001"] = 95;
    studentScores["S002"] = 87;
    studentScores["S003"] = 92;

    // 查找学生分数
    std::string studentID = "S002";
    if (studentScores.find(studentID) != studentScores.end()) {
        std::cout << "Score of student " << studentID << ": " << studentScores[studentID] << std::endl;
    } else {
        std::cout << "Student " << studentID << " not found." << std::endl;
    }

    return 0;
}

**`std::unordered_map` 提供了一系列方法来进行元素的插入、查找、删除等操作。**以下是一些常用的方法：

**插入元素**：

`insert`: 将键值对插入到 `std::unordered_map` 中。

**访问元素**：

`operator[]`: 通过键来访问元素的值。
`at`: 通过键来访问元素的值，类似于 `operator[]`，但提供了边界检查。

**查找元素**：

`find`: 查找给定键的元素，返回指向该元素的迭代器，如果未找到，则返回 `std::unordered_map::end()`。
`count`: 返回指定键的元素个数，由于每个键在 `std::unordered_map` 中最多出现一次，因此结果为 0 或 1。

**删除元素**：

`erase`: 删除指定键的元素或一定范围内的元素。
`clear`: 清空 `std::unordered_map` 中的所有元素。

**容量相关**：

`empty`: 检查 `std::unordered_map` 是否为空。
`size`: 返回 `std::unordered_map` 中元素的数量。

**哈希策略**：

`hash_function`: 返回哈希函数对象，用于计算键的哈希值。
`key_eq`: 返回用于比较键是否相等的函数对象。

这些方法使得在 `std::unordered_map` 中进行元素的操作变得非常方便。

**`std::map` 提供了一系列方法来进行元素的插入、查找、删除等操作。**以下是一些常用的方法：

**插入元素**：

`insert`: 将键值对插入到 `std::map` 中。

**访问元素**：

`operator[]`: 通过键来访问元素的值。
`at`: 通过键来访问元素的值，类似于 `operator[]`，但提供了边界检查。

**查找元素**：

`find`: 查找给定键的元素，返回指向该元素的迭代器，如果未找到，则返回 `std::map::end()`。
`count`: 返回指定键的元素个数，由于每个键在 `std::map` 中最多出现一次，因此结果为 0 或 1。

**删除元素**：

`erase`: 删除指定键的元素或一定范围内的元素。
`clear`: 清空 `std::map` 中的所有元素。

**容量相关**：

`empty`: 检查 `std::map` 是否为空。
`size`: 返回 `std::map` 中元素的数量。

**迭代器**：

`begin`: 返回指向第一个元素的迭代器。
`end`: 返回指向最后一个元素之后位置的迭代器。

**比较操作**：

`key_comp`: 返回用于比较键的函数对象。
`value_comp`: 返回用于比较值的函数对象。

这些方法使得在 `std::map` 中进行元素的操作变得非常方便。