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一、unordered系列关联式容器
在C++98中，STL提供了底层为红黑树结构的一系列关联式容器，在查询时效率可达到 logN，即最差情况下需要比较红黑树的高度次，当树中的节点非常多时，查询效率也不理想
最好的查询是，进行很少的比较次数就能够将元素找到，因此在C++11中，STL又提供了4个unordered系列的关联式容器，这四个容器与红黑树结构的关联式容器使用方式基本类似，只是其底层结构不同，本文只对 unordered_map 和 unordered_set 进行介绍
unordered系列容器的底层结构是是哈希桶
二、unordered_set的介绍及使用
2.1 介绍
unordered_set 的文档介绍：
https://legacy.cplusplus.com/reference/unordered_set/unordered_set/?kw=unordered_set
翻译如下：
- unordered_set 是不按特定顺序存储唯一元素的容器，允许基于它们的 key 快速检索单个元素
- 在 unordered_set 中，元素的值与唯一标识它的 key 同时存在，key 是不可变的，因此，unordered_set 中的元素在容器中不能被修改，但是它可以进行插入和删除
- 在内部，unordered_set 中的元素不按任何特定顺序排序，而是根据它们的哈希值插入到相应的桶中，允许直接根据它们的值快速访问单个元素(平均时间复杂度恒定，即常数O(1) )
- Unordered_set 容器在通过键访问单个元素时比 set 容器更快，尽管它们在通过元素子集进行范围迭代时通常效率较低
- 容器中的迭代器至少是前向迭代器（只支持单向迭代器 ++）
unordered_set 的模板参数有四个：
- 第四个模板参数 class Alloc = allocator<Key> 是空间配置器，暂时不用理会
- 第三个模板参数 class Pred = equal_to<Key> 是仿函数，用于判断两个 Key 类型的对象是否相等，因为哈希表中可能存在哈希冲突，所以在同一个索引位置上可能会存储多个元素，Pred 就是用来判断这些元素是否相等的
- 第二个模板参数 class Hash = hash<Key>是仿函数，是用于指定哈希函数类型，用于将 Key 类型的对象映射为一个无符号整数，这个整数就是哈希表中元素的索引
- 第一个模板参数 class Key 是指定哈希表中元素的键类型，是键值对中 key 的类型
使用 unordered_set 要包含头文件：
#include <unordered_set>2.2 使用
先介绍一下 unordered_set 的前四个成员类型
- key_type 是第一个模板参数，即（Key），value_type 也是第一个模板参数（Key） ，即键值对 pair<key_type, value_type > --> pair<Key, Key>
- hasher 是第二个模板参数，即（Hash）
- key_equal 是第三个模板参数，即（Pred）
unordered_set 的使用与 set 非常类似（参考 set 使用即可），但是由于 unordered_set 使用哈希表实现，所以它的效率更高，适用于需要快速查找、插入和删除元素的场景，注意 unordered_set 的迭代器是单向迭代器，只能++
unordered_set 会对插入重复的元素进行去重，即不允许插入相同的值
例如：
#include <iostream>
#include <unordered_set>
using namespace std;
int main()
{
unordered_set<int> myset = { 1, 2, 3, 2, 4, 3, 5 }; // 插入重复的元素
for (auto it = myset.begin(); it != myset.end(); ++it)
{
cout << *it << " ";
}
return 0;
}运行结果
三、unordered_map的介绍及使用
3.1 介绍
unordered_map 的文档介绍：
翻译如下：
- unordered_map是存储 <key, value> 键值对的关联式容器，其允许通过keys快速的索引到与其对应的 value
- 在unordered_map中，键值通常用于惟一地标识元素，而映射值是一个对象，其内容与此键关联。键和映射值的类型可能不同
- 在 unordered_map 内部没有对<kye, value>按照任何特定的顺序排序, 为了能在常数范围内找到key所对应的value，unordered_map 将相同哈希值的键值对放在相同的桶中
- unordered_map 容器通过 key 访问单个元素要比 map 快，但它通常在遍历元素子集的范围迭代方面效率较低
- unordered_maps实现了直接访问操作符( operator[] )，它允许使用 key作为参数直接访问 value
- 它的迭代器至少是前向迭代器（只支持单向迭代器 ++）
unordered_map 的模板参数有五个：
- 第五个模板参数 class Alloc = allocator<Key> 是空间配置器，暂时不用理会
- 第四个模板参数 class Pred = equal_to<Key> 是仿函数，用于判断两个 Key 类型的对象是否相等，因为哈希表中可能存在哈希冲突，所以在同一个索引位置上可能会存储多个元素，Pred 就是用来判断这些元素是否相等的
- 第三个模板参数 class Hash = hash<Key> 是仿函数，是用于指定哈希函数类型，用于将 Key 类型的对象映射为一个无符号整数，这个整数就是哈希表中元素的索引
- 第二个模板参数 class T 是键值对中 value 的类型
- 第一个模板参数 class Key 是键值对中 key 的类型
使用 unordered_map 要包含头文件：
#include <unordered_map>3.2 使用
先介绍一下 unordered_map 的前四个成员类型：
- key_type 是第一个模板参数，即（Key）
- mapped_type 是第二个模板参数，即（T）
- value_type 是键值对 pair<const key_type,mapped_type>>
- hasher 是第三个模板参数，即（Hash）
- key_equal 是第四个模板参数，即（Pred）
unordered_map 的使用与 map 非常类似（参考map即可），但是由于 unordered_map 使用哈希表实现，所以它的效率更高，适用于需要快速查找、插入和删除键值对的场景，注意 unordered_map 的迭代器是单向迭代器，只能++
还有一点，unordered_map 支持随机访问，即通过 Key 进行访问
这里解释跟 map 的 [] 一致，就不解释了
测试代码
void Test()
{
unordered_map<string, int> count;
string str[] = { "苹果", "西瓜", "香蕉", "草莓", "苹果", "西瓜", "苹果", "苹果", "西瓜", "苹果", "香蕉", "苹果", "香蕉" };
for (auto& e : str)
{
count[e]++;
}
for (auto& kv : count)
{
cout << kv.first << ":" << kv.second << endl;
}
}运行结果
unordered_map 对插入的元素进行去重的方式是根据键（key）是否已存在进行去重的。在 unordered_map 中，每个 key 只能对应一个值，因此如果插入了一个已存在的 key ，那不会进行插入。如果插入的 key 在 unordered_map 中不存在，那么该键值对将被插入到 unordered_map 中
例如：
#include <iostream>
#include <unordered_map>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
unordered_map<int, string> um;
um.insert(make_pair(1, "apple"));
um.insert(make_pair(2, "banana"));
um.insert(make_pair(3, "cherry"));
for (auto& it : um)
{
cout << it.first << ": " << it.second << endl;
}
cout << endl;
um.insert(make_pair(2, "orange")); // 插入已存在的键key，插入失败
um.insert(make_pair(4, "orange"));// 插入不存在的键key，会插入新键值对
for (auto& e : um)
{
cout << e.first << ": " << e.second << endl;
}
return 0;
}运行结果
unordered系列的容器底层结构都是哈希表，下一篇介绍哈希表
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文章到这里就结束了，下一篇即将更新