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特点比较
1. std::map
- 底层实现：基于红黑树（一种自平衡的二叉搜索树）。
- 元素顺序：元素按照键（key）的升序排列。
- 键的唯一性：每个键只能出现一次，插入重复键的元素会被忽略。
- 查找效率 ：查找操作的时间复杂度为 O ( l o g n ) O(log n) O(logn)，其中 n n n 是容器中元素的数量。
- 插入和删除效率 ：插入和删除操作的时间复杂度也为 O ( l o g n ) O(log n) O(logn)。
2. std::unordered_map
- 底层实现：基于哈希表。
- 元素顺序：元素没有特定的顺序，存储位置由键的哈希值决定。
- 键的唯一性：每个键只能出现一次，插入重复键的元素会覆盖原有的元素。
- 查找效率 ：平均情况下，查找操作的时间复杂度为 O ( 1 ) O(1) O(1)，但在最坏情况下可能达到 O ( n ) O(n) O(n)。
- 插入和删除效率 ：平均情况下，插入和删除操作的时间复杂度为 O ( 1 ) O(1) O(1)。
3. std::multimap
- 底层实现：同样基于红黑树。
- 元素顺序：元素按照键的升序排列。
- 键的唯一性：允许键重复，即可以有多个元素具有相同的键。
- 查找效率 ：查找操作的时间复杂度为 O ( l o g n ) O(log n) O(logn)。
- 插入和删除效率 ：插入和删除操作的时间复杂度为 O ( l o g n ) O(log n) O(logn)。
4. std::unordered_multimap
- 底层实现：基于哈希表。
- 元素顺序：元素没有特定的顺序，由键的哈希值决定存储位置。
- 键的唯一性：允许键重复。
- 查找效率 ：平均情况下，查找操作的时间复杂度为 O ( 1 ) O(1) O(1)，最坏情况下为 O ( n ) O(n) O(n)。
- 插入和删除效率 ：平均情况下，插入和删除操作的时间复杂度为 O ( 1 ) O(1) O(1)。
5. hash_map（SGI STL 扩展）
- 底层实现：基于哈希表。
- 元素顺序：元素没有特定的顺序，由键的哈希值决定存储位置。
- 键的唯一性：每个键只能出现一次，插入重复键的元素会覆盖原有的元素。
- 查找效率 ：平均情况下，查找操作的时间复杂度为 O ( 1 ) O(1) O(1)，最坏情况下为 O ( n ) O(n) O(n)。
- 插入和删除效率 ：平均情况下，插入和删除操作的时间复杂度为 O ( 1 ) O(1) O(1)。
在早期的 C++ 标准（如 C++98、C++03）中有hash_map，不过它并非标准库的一部分，而是来自于 SGI STL 扩展。在 C++11 及以后的标准中，hash_map被std::unordered_map替代，std::unordered_map成为标准的哈希表实现。不过有些编译器仍然支持hash_map，下面为你加入hash_map并进行比较，同时给出相应的 C++ 示例代码。
C++ 示例代码
cpp
#include <iostream>
#include <map>
#include <unordered_map>
#include <ext/hash_map> // 对于支持 hash_map 的编译器
// 演示 std::map 的使用
void testStdMap() {
std::map<int, std::string> myMap;
myMap[1] = "apple";
myMap[2] = "banana";
myMap[1] = "cherry"; // 键 1 重复，会覆盖原有的值
std::cout << "std::map:" << std::endl;
for (const auto& pair : myMap) {
std::cout << pair.first << ": " << pair.second << std::endl;
}
}
// 演示 std::unordered_map 的使用
void testUnorderedMap() {
std::unordered_map<int, std::string> myUnorderedMap;
myUnorderedMap[1] = "apple";
myUnorderedMap[2] = "banana";
myUnorderedMap[1] = "cherry"; // 键 1 重复，会覆盖原有的值
std::cout << "\nstd::unordered_map:" << std::endl;
for (const auto& pair : myUnorderedMap) {
std::cout << pair.first << ": " << pair.second << std::endl;
}
}
// 演示 std::multimap 的使用
void testMultiMap() {
std::multimap<int, std::string> myMultiMap;
myMultiMap.insert({1, "apple"});
myMultiMap.insert({2, "banana"});
myMultiMap.insert({1, "cherry"}); // 键 1 重复，允许插入
std::cout << "\nstd::multimap:" << std::endl;
for (const auto& pair : myMultiMap) {
std::cout << pair.first << ": " << pair.second << std::endl;
}
}
// 演示 std::unordered_multimap 的使用
void testUnorderedMultiMap() {
std::unordered_multimap<int, std::string> myUnorderedMultiMap;
myUnorderedMultiMap.insert({1, "apple"});
myUnorderedMultiMap.insert({2, "banana"});
myUnorderedMultiMap.insert({1, "cherry"}); // 键 1 重复，允许插入
std::cout << "\nstd::unordered_multimap:" << std::endl;
for (const auto& pair : myUnorderedMultiMap) {
std::cout << pair.first << ": " << pair.second << std::endl;
}
}
// 演示 hash_map 的使用
void testHashMap() {
__gnu_cxx::hash_map<int, std::string> myHashMap;
myHashMap[1] = "apple";
myHashMap[2] = "banana";
myHashMap[1] = "cherry"; // 键 1 重复，会覆盖原有的值
std::cout << "\nhash_map:" << std::endl;
for (const auto& pair : myHashMap) {
std::cout << pair.first << ": " << pair.second << std::endl;
}
}
int main() {
testStdMap();
testUnorderedMap();
testMultiMap();
testUnorderedMultiMap();
testHashMap();
return 0;
}代码解释
testStdMap函数演示了std::map的使用，插入重复键的元素会覆盖原有的值，元素按照键的升序排列。testUnorderedMap函数演示了std::unordered_map的使用，插入重复键的元素也会覆盖原有的值，元素没有特定的顺序。testMultiMap函数演示了std::multimap的使用，允许插入重复键的元素，元素按照键的升序排列。testUnorderedMultiMap函数演示了std::unordered_multimap的使用，允许插入重复键的元素，元素没有特定的顺序。testHashMap函数演示了hash_map的使用，插入重复键的元素会覆盖原有的值，元素没有特定的顺序。
需要注意的是，hash_map 不是标准 C++ 的一部分，如果你使用的编译器不支持 ext/hash_map 头文件，代码可能无法编译。建议优先使用标准的 std::unordered_map。