在 C++ 的标准库中，std::unordered_set 是基于哈希表实现的哈希集合。下面介绍这种语言里哈希集合的常用函数。
C++ std::unordered_set
1. 元素操作
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insert-
功能：向哈希集合中插入元素。如果元素已经存在，则不会重复插入。
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示例代码：
#include <iostream>
#include <unordered_set>int main() {
std::unordered_set<int> uset;
uset.insert(1);
uset.insert(2);
for (auto num : uset) {
std::cout << num << " ";
}
return 0;
}
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erase-
功能：从哈希集合中移除指定元素。可以通过元素值或者迭代器来指定要移除的元素。
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示例代码：
#include <iostream>
#include <unordered_set>int main() {
std::unordered_set<int> uset = {1, 2, 3};
uset.erase(2);
for (auto num : uset) {
std::cout << num << " ";
}
return 0;
}
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find-
功能 ：查找指定元素。如果找到，返回指向该元素的迭代器；如果未找到，返回
end()迭代器。 -
示例代码：
#include <iostream>
#include <unordered_set>int main() {
std::unordered_set<int> uset = {1, 2, 3};
auto it = uset.find(2);
if (it != uset.end()) {
std::cout << "Found: " << *it << std::endl;
} else {
std::cout << "Not found" << std::endl;
}
return 0;
}
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count-
功能：统计指定元素在哈希集合中的数量。由于哈希集合中元素唯一，返回值要么是 0（元素不存在），要么是 1（元素存在）。
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示例代码：
#include <iostream>
#include <unordered_set>int main() {
std::unordered_set<int> uset = {1, 2, 3};
std::cout << "Count of 2: " << uset.count(2) << std::endl;
return 0;
}
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2. 容量相关
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empty-
功能 ：检查哈希集合是否为空。如果为空，返回
true；否则返回false。 -
示例代码：
#include <iostream>
#include <unordered_set>int main() {
std::unordered_set<int> uset;
std::cout << "Is empty: " << (uset.empty() ? "Yes" : "No") << std::endl;
uset.insert(1);
std::cout << "Is empty: " << (uset.empty() ? "Yes" : "No") << std::endl;
return 0;
}
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size-
功能：返回哈希集合中元素的数量。
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示例代码：
#include <iostream>
#include <unordered_set>int main() {
std::unordered_set<int> uset = {1, 2, 3};
std::cout << "Size: " << uset.size() << std::endl;
return 0;
}
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max_size-
功能：返回哈希集合所能容纳的最大元素数量，这取决于系统和库的实现。
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示例代码：
#include <iostream>
#include <unordered_set>int main() {
std::unordered_set<int> uset;
std::cout << "Max size: " << uset.max_size() << std::endl;
return 0;
}
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3. 迭代器相关
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begin和end-
功能 ：
begin()返回指向哈希集合首元素的迭代器，end()返回指向哈希集合尾后位置的迭代器，可用于遍历哈希集合。 -
示例代码：
#include <iostream>
#include <unordered_set>int main() {
std::unordered_set<int> uset = {1, 2, 3};
for (auto it = uset.begin(); it != uset.end(); ++it) {
std::cout << *it << " ";
}
return 0;
}
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cbegin和cend-
功能 ：与
begin()和end()类似，但返回的是常量迭代器，不能用于修改元素。 -
示例代码：
#include <iostream>
#include <unordered_set>int main() {
const std::unordered_set<int> uset = {1, 2, 3};
for (auto it = uset.cbegin(); it != uset.cend(); ++it) {
std::cout << *it << " ";
}
return 0;
}
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在 C++ 中，标准库提供了基于哈希表实现的容器 std::unordered_map（存储键值对）和 std::unordered_set（存储单一元素），下面详细介绍它们除了前面提到之外的常见函数和用法。
std::unordered_map
元素操作类
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emplace-
功能 ：原位构造元素并插入到
unordered_map中。与insert不同，emplace可以直接使用构造函数的参数来构造元素，避免了临时对象的创建和拷贝。 -
示例代码：
#include <iostream>
#include <unordered_map>
#include <string>int main() {
std::unordered_map<int, std::string> umap;
umap.emplace(1, "one");
for (const auto& pair : umap) {
std::cout << pair.first << ": " << pair.second << std::endl;
}
return 0;
}
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emplace_hint-
功能 ：与
emplace类似，但可以提供一个迭代器作为插入位置的提示，帮助提高插入效率。不过，这只是一个提示，插入位置不一定就是该迭代器所指的位置。 -
示例代码：
#include <iostream>
#include <unordered_map>
#include <string>int main() {
std::unordered_map<int, std::string> umap = {{1, "one"}, {2, "two"}};
auto hint = umap.begin();
umap.emplace_hint(hint, 3, "three");
for (const auto& pair : umap) {
std::cout << pair.first << ": " << pair.second << std::endl;
}
return 0;
}
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extract-
功能 ：从
unordered_map中提取一个元素，将其从容器中移除，但保留其资源，可用于后续的插入操作。 -
示例代码：
#include <iostream>
#include <unordered_map>
#include <string>int main() {
std::unordered_map<int, std::string> umap = {{1, "one"}, {2, "two"}};
auto node = umap.extract(1);
if (node) {
node.key() = 3;
umap.insert(std::move(node));
}
for (const auto& pair : umap) {
std::cout << pair.first << ": " << pair.second << std::endl;
}
return 0;
}
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容量相关类
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reserve-
功能 ：为
unordered_map预留一定数量的桶（bucket），避免在插入元素时频繁进行哈希表的扩容操作，从而提高插入效率。 -
示例代码：
#include <iostream>
#include <unordered_map>
#include <string>int main() {
std::unordered_map<int, std::string> umap;
umap.reserve(100);
for (int i = 0; i < 50; ++i) {
umap[i] = std::to_string(i);
}
return 0;
}
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rehash-
功能 ：设置
unordered_map的桶数量。如果指定的桶数量小于当前元素数量，可能会导致哈希表重新哈希以适应新的桶数量。 -
示例代码：
#include <iostream>
#include <unordered_map>
#include <string>int main() {
std::unordered_map<int, std::string> umap = {{1, "one"}, {2, "two"}};
umap.rehash(10);
return 0;
}
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哈希策略相关类
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load_factor-
功能 ：返回
unordered_map当前的负载因子，即元素数量与桶数量的比值。负载因子过高可能会导致哈希冲突增加，影响性能。 -
示例代码：
#include <iostream>
#include <unordered_map>
#include <string>int main() {
std::unordered_map<int, std::string> umap = {{1, "one"}, {2, "two"}};
std::cout << "Load factor: " << umap.load_factor() << std::endl;
return 0;
}
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max_load_factor-
功能 ：可以设置或获取
unordered_map的最大负载因子。当负载因子超过最大负载因子时，哈希表会自动进行扩容。 -
示例代码：
#include <iostream>
#include <unordered_map>
#include <string>int main() {
std::unordered_map<int, std::string> umap;
umap.max_load_factor(0.5);
std::cout << "Max load factor: " << umap.max_load_factor() << std::endl;
return 0;
}
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std::unordered_set
std::unordered_set 的很多函数和用法与 std::unordered_map 类似，以下是一些额外的特点和示例：
元素操作类
emplace和emplace_hint-
功能 ：与
unordered_map中的emplace和emplace_hint类似，用于原位构造元素并插入到unordered_set中。 -
示例代码：
#include <iostream>
#include <unordered_set>int main() {
std::unordered_set<int> uset;
uset.emplace(1);
auto hint = uset.begin();
uset.emplace_hint(hint, 2);
for (const auto& num : uset) {
std::cout << num << " ";
}
std::cout << std::endl;
return 0;
}
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容量和哈希策略相关类
unordered_set 同样支持 reserve、rehash、load_factor 和 max_load_factor 等函数，用法与 unordered_map 一致，用于管理容量和哈希策略。