map和unordered_map的使用对比

unordered_map 类模板和 map 类模板都是描述了这么一个对象：它是由 std::pair<const Key, value> 组成的可变长容器，这个容器中每个元素存储两个对象，也就是 key - value 对。

map

使用map 而言，要引用头文件，它的类模板声明以及部分函数声明如下：

/**
 * 程序来自C++源码 bits/stl_map.h
 */
template<typename _Key,  // key 类型
        typename _Tp,    // value 类型
        typename _Compare = std::less<_Key>, // 用于比较两个元素的比较函数
        typename _Alloc = std::allocator<std::pair<const _Key, _Tp> > > // 分配器，同样的描述了容器在内存管理上的细节，不应该自己来处理，除非写自己的容器
class map {
    
    
private:
    /// 将一个红黑树转换成 [multi]map.
    typedef typename __gnu_cxx::__alloc_traits<_Alloc>::template
    rebind<value_type>::other _Pair_alloc_type;

    typedef _Rb_tree<key_type, value_type, _Select1st<value_type>,
    key_compare, _Pair_alloc_type> _Rep_type;
};

在 map 的内部，使用了红黑树（red-black tree）来组织数据，因此默认的就已经实现了数据的排序。从下面例子中可以看出，它默认实现了在 key 上排序实现递增：

int main() {
    
    
    map<int, string> mapper;
    mapper.insert(make_pair(0, "Alice"));
    mapper[1] = "Bob";
    mapper.insert(map<int, string>::value_type(2, "Candy"));
    for (auto &iter : mapper) {
    
    
        cout << iter.first << " - " << iter.second << endl;
        /*
         * >: 输出如下，很明显的，它们在 key 的排序上是递增排列的
         * 0 - Alice
         * 1 - Bob
         * 2 - Candy
         */
    }
}

不过，在存储上 map 却比较占用空间，因为在红黑树中，每一个节点都要额外保存父节点和子节点的连接，因此使得每一个节点都占用较大空间来维护红黑树性质。

unordered_map

在头文件上，引入 <unordered_map> 来使用它。对于 unordered_map 而言，最大的特点在于内部实现上，使用到了哈希表（散列表、hash_table ）来进行映射存储，它的模板类声明及其参数如下：

/**
 * 程序来自STL源码 bits/unordered_map.h
 */
template<typename _Key,  // key 类型 
        typename _Tp,    // value 类型
        typename _Hash = hash <_Key>,     // 哈希函数
        typename _Pred = equal_to <_Key>, // 用于比较两者是否相同的函数
        typename _Alloc = allocator <std::pair<const _Key, _Tp>>> // 分配器，描述了容器在内存管理上的细节，不应该自己来处理，除非写自己的容器
class unordered_map {
    
    
};

在 unordered_map 内部，使用的 Hash Table 对数据进行组织，通过把键值 key 映射到 hash 表中的一个位置进行访问，根据 hash 函数的特点， unordered_map 对于元素查找的时间复杂度可以达到 O(1) ，但是，它的元素排列是无序的。具体例子如下：

int main() {
    
    
    using namespace std;
    // 首先创建一个无序 map，它的 key 使用 int 类型，value 使用 string 类型
    unordered_map<int, string> unorderedMap;    
   
    // 三种插入新元素的方法，“茴”字有三种写法~
    unorderedMap.insert(make_pair(0, "Alice")); 
    unorderedMap[1] = "Bob";
    unorderedMap.insert(unordered_map<int, string>::value_type(2, "Candy"));
 
    // 对内部元素挨个输出
    for (auto iter = unorderedMap.begin(); iter != unorderedMap.end(); iter++) {
    
    
        cout << iter->first << " - " << iter->second << endl;
        /*
         * >: 输出如下，可以得知它们在 key 的排序上并没有顺序
         * 2 - Candy
         * 0 - Alice
         * 1 - Bob
         */
    }
}

unordered_map 由于建立了哈希表，所以它在最开始建立的时候比较耗时间，但是它查询速度快呀~，一般情况下用 unordered_map 是没有问题的。

总结

map:

元素有序，并且具有自动排序的功能（因为红黑树具有自动排序的功能）
元素按照二叉搜索树存储的，也就是说，其左子树上所有节点的键值都小于根节点的键值，右子树所有节点的键值都大于根节点的键值，使用中序遍历可将键值按照从小到大遍历出来
空间占用率高，因为map内部实现了红黑树，虽然提高了运行效率，但是因为每一个节点都需要额外保存父节点、孩子节点和红/黑性质，使得每一个节点都占用大量的空间
适用情况:对顺序有要求的情况下，如排序等

unordered_map:

元素无序。
查找速度非常的快。
哈希表的建立比较耗费时间
适用情况:对于查找问题
对于unordered_map或者unordered_set容器，其遍历顺序与创建该容器时输入元素的顺序是不一定一致的，遍历是按照哈希表从前往后依次遍历的

运行效率：unordered_map最高，而map效率较低但提供了稳定效率和有序的序列。

占用内存：map内存占用略低，unordered_map内存占用略高,而且是线性成比例的。

什么时候使用哪个？ 需要无序容器，快速查找删除，不担心略高的内存时用unordered_map；有序容器稳定查找删除效率，内存很在意时候用map。

map和unordered_map的使用对比

map

unordered_map

总结

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