C++ STL unordered_map和map的使用和性能分析

  • unordered_map是C++ Boost库中的内容,这里的unordered翻译成“无序”。但它并不是完全的“无序”的概念,而是散列式的存储方式。
  • unordered库提供了两个散列映射类,unordered_map和unordered_multimap。
  • 它们用散列表代替了二叉树的实现,模板参数多了散列计算函数,比较谓词使用equal_to<>。
    看到这里,我们就应该明白,比起map/multimap,unordered_map和unordered_mutimap在查找元素的时候,速度不是一般的快。
    它们的查找速率是==常数级==的,而==map/multimap是基于二叉树实现的,所以查找是O(log n)的复杂度==。

unordered_map属于关联式容器,采用std::pair保存key-value形式的数据。用法与map一致。特别的是,STL中的map因为是==有序==的二叉树存储,所以对key值需要有大小的判断,当使用内置类型时,无需重载operator < ;但是用用户==自定义类型的话,就需要重载啦==! unoredered_map全程使用不需要比较元素的key值的大小,但是,对于元素的==要有判断,又因为需要使用hash映射,所以,对于非内部类型,需要程序员为其定义这二者的内容,对于内部类型,就不需要了。


  • unordered库使用“桶”来存储元素,散列值相同的被存储在一个桶里。当散列容器中有大量数据时,同一个桶里的数据也会增多,造成访问冲突,降低性能。为了提高散列容器的性能,unordered库会在插入元素是自动增加桶的数量,不需要用户指定。但是,用户也可以在构造函数或者rehash()函数中,指定最小的桶的数量。

map, set, multimap, and multiset

  • 上述四种容器采用红黑树实现,红黑树是平衡二叉树的一种。不同操作的时间复杂度近似为:
  • 插入: O(logN)

  • 查看:O(logN)

  • 删除:O(logN)

hash_map, hash_set, hash_multimap, and hash_multiset

  • 上述四种容器采用哈希表实现,不同操作的时间复杂度为:
  • 插入:O(1),最坏情况O(N)。

  • 查看:O(1),最坏情况O(N)。

  • 删除:O(1),最坏情况O(N)。

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