先说结论:unordered_map不维护键的顺序,因此不能按顺序访问元素,因此如果你需要遍历表时若选用unordered_map就肯定比map慢
1. 数据结构与底层实现
-
unordered_map
:基于 哈希表 实现。- 优点:平均情况下插入、查找和删除操作的时间复杂度为 O(1)O(1)O(1)。
- 缺点:最坏情况下,时间复杂度可能退化为 O(n)O(n)O(n)(当哈希冲突严重时)。
- 无序存储,不能按键排序。
-
map
:基于 红黑树(自平衡二叉搜索树) 实现。- 优点:插入、查找和删除操作的时间复杂度始终为 O(logn)O(\log n)O(logn)。
- 缺点:由于需要维护树的平衡,常数因子较大。
- 按键排序,支持有序遍历。
2. 插入和查找性能
unordered_map
优势 :在大多数情况下,unordered_map
插入和查找的性能优于map
,因为其平均时间复杂度为 O(1)O(1)O(1)。map
劣势 :map
的插入和查找性能稍慢,时间复杂度为 O(logn)O(\log n)O(logn)。
例外情况:
- 哈希冲突严重 :如果
unordered_map
的哈希函数设计不佳或数据分布极端(如大量相同的哈希值),性能可能退化为 O(n)O(n)O(n)。 - 小规模数据 :对于数据规模较小的情况,
map
的性能可能优于unordered_map
,因为红黑树的实现有较少的额外开销。
3. 内存使用
unordered_map
缺点 :由于哈希表需要额外的存储空间(如空槽和链表节点),unordered_map
通常比map
占用更多内存。map
优势 :map
是基于树的实现,占用内存相对较少。
4. 顺序访问
unordered_map
缺点 :unordered_map
不维护键的顺序,因此不能按顺序访问元素。map
优势 :map
自动按键的升序(或指定的比较函数)维护元素顺序,支持有序遍历。
5. 插入、删除时对迭代器的影响
unordered_map
:当发生哈希表的重哈希(rehash)操作时,会使所有迭代器失效。map
:插入和删除元素只会影响相关位置的迭代器,其余迭代器不会失效。
6. 适用场景
场景 | 推荐使用容器 | 原因 |
---|---|---|
快速查找/插入操作 | unordered_map |
平均时间复杂度 O(1)O(1)O(1)。 |
数据需要按键排序 | map |
支持有序遍历。 |
数据规模较小 | map |
红黑树常数因子较小。 |
内存有限 | map |
unordered_map 占用内存较大。 |
哈希函数性能不佳或数据分布差 | map |
unordered_map 性能退化明显。 |
总结
- 如果需要快速插入、删除和查找操作且不关心顺序,优先选择
unordered_map
。 - 如果需要按键排序或者可能遇到哈希冲突问题,选择
map
。 - 如果内存占用敏感,选择
map
。