C++起始之路——unordered_map和unordered_set的使用

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目录

1.unordered_set系列的使用

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1.unordered_set系列的使用

1.1unordered_set和unordered_multiset参考文档

<unordered_set> - C++ Reference

1.2unoredered_set类的使用

●unordered_set的声明如下，Key就是unordered_set底层关键字的类型

●unordered_set默认要求Key支持转换为整型，若不支持或想按自己的需求走可以自己实现支持将Key转成整型的仿函数传给第二个模板参数

●unordered_set默认要求支持比较相等，若不支持或想按自己的需求走可以自己实现支持将Key比较相等的仿函数传给第三个模板参数

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

●一般情况下，不需要传后三个模板参数

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

●set和unordered_set的功能高度相似，只是底层不同，有一些性能和使用的差异。

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

1.3unordered_set和set的使用差异

●unordered_set的支持增删查改和set的使用一摸一样。

●unordered_set和set的第一个差异是对key的要求不同，set要求Key支持小于比较，而unordered_set要求Key支持转成整型且支持等于比较，本质是哈希表的要求。

●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迭代器是有序+去重；而unordered_set底层是哈希表，迭代器遍历是无序+去重。

●unordered_set和set第三个差异是性能的差异，整体而言大多数场景下，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），而哈希表增删查改平均效率是O（1）。

pair<iterator,bool> insert(const value_type& val);
size_type erase(const key_type& k);
iterator find(const key_type& k);

int test_set(){
    const size_t N=1000000;
    unordered_set<int> us;
    set<int> s;
    
    vector<int> v;
    v.reserve(N);
    srand(time(0));
    for(size_t i=0;i<N;i++){
        //v.push_back(rand());    //N比较大时，重复值比较多
        v.push_back(rand()+i);    //重复值相对少
        //v.push_back(i);    //没有重复，有序
    }
    
    size_t begin1=clock();
    for(auto e:v)
        s.insert(e);
    size_t endl=clock();
    cout<<"set insert:"<<endl-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()){
            ++m1;
        }
    }
    size_t end4=clock();
    cout<<"unordered_set find:"<<end4-begin4<<"->"<<m2<<endl;

    cout<<"插入数据个数："<<s.size()<<endl;
    cout<<"插入数据个数："<<us.size()<<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;

    return 0;
}
int main(){
    test_set();
    return 0;
}

1.4unordered_map和map的使用差异

●unordered_map的支持增删查改跟map的使用一模一样。

●unordered_map和map的第一个差异是对key的要求不同，map要求Key支持小于比较，而unordered_map要求Key支持转成整型且支持等于比较，本质是哈希表的要求。

●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Key有序+去重。而unordered_map底层是哈希表，迭代器遍历是Key无序+去重。

●unordered_map和map的第三个差异是性能的差异，整体而言大多数场景下，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），而哈希表增删查改平均效率是O（1）。

pair<iterator,bool> insert(const value_type& val);
size_type erase(const key_type& k);
iterator find(const key_type& k);
mapped_type& operator[](const key_type& k);

1.5unordered_multimap/unordered_multiset

●unordered_multimap/unordered_multiset跟multimap/multiset功能完全类似，支持Key冗余。

●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。