c ++ 11:std :: mapとstd :: unordered_map(ハッシュマップ)の違い

目次

1、std :: map

2、std :: unordered_map


本質的な違いは、std :: mapは下部赤黒木を使用するのに対し、std :: unordered_mapはハッシュマップを使用することです。

1、std :: map

ヘッダーファイル:<マップ>

クラス宣言:

template<
    class Key,
    class T,
    class Compare = std::less<Key>,
    class Allocator = std::allocator<std::pair<const Key, T> >
> class map;

namespace pmr { //c++17起
    template <class Key, class T, class Compare = std::less<Key>>
    using map = std::map<Key, T, Compare,
                         std::pmr::polymorphic_allocator<std::pair<const Key,T>>>
}

std :: mapは順序付けられたキーと値のペアのコンテナであり、その要素のキーは一意です。比較機能Compareを使用して、キーをソートします。検索、削除、および挿入の操作は、対数的に複雑です。マップは通常、赤黒木として実装されます

比較の概念が各標準ライブラリで使用されている場合、一意性は同等の関係でテストされます。不正確に言えば、2つのオブジェクトaとbが互いに小さくない場合:!comp(a、b)&&!comp(b、a)、それらは同等であると見なされます(一意ではありません)。

std :: mapは、Container、AllocatorAwareContainer、AssociativeContainer、およびReversibleContainerの要件を満たしています。

メンバー関数

(コンストラクタ) 建設 map
(パブリックメンバー機能)

(デストラクタ)

破壊 map
(パブリックメンバー関数)

演算子=

コンテナに割り当てる
(パブリックメンバー関数)

get_allocator

関連するアロケータを返します
(パブリックメンバー関数)

要素へのアクセス

(C ++ 11)

範囲外をチェックしながら、指定された要素にアクセスします
(パブリックメンバー関数)

オペレーター[]

指定された要素にアクセスまたは挿入します
(パブリックメンバー関数)

イテレータ

スタートスタート

(C ++ 11)

イテレータを先頭に戻します
(パブリックメンバー関数)

エンドセンド

(C ++ 11)

イテレータを最後に返します
(パブリックメンバー関数)

rbegincrebegin

(C ++ 11)

逆イテレータを先頭に戻す
(パブリックメンバー関数)

rエンドクレンド

(C ++ 11)

逆イテレータを最後に戻します
(パブリックメンバー関数)

容量

空の

コンテナが空かどうかを確認します
(パブリックメンバー関数)

サイズ

含まれている要素の数を返します
(パブリックメンバー関数)

max_size

収容できる要素の最大数を返します
(パブリックメンバー関数)

修飾子

晴れ

クリアコンテンツ
(パブリックメンバー機能)

インサート

要素またはノードを挿入します(C ++ 17以降)
(パブリックメンバー関数)

insert_or_assign

(C ++ 17)

要素を挿入するか、キーがすでに存在する場合は現在の要素に割り当てます
(パブリックメンバー関数)

配置する

(C ++ 11)

要素を適切に構築する
(パブリックメンバー関数)

emplace_hint

(C ++ 11)

ヒントを使用して要素をその場で構築します
(パブリックメンバー関数)

try_emplace

(C ++ 17)

キーが存在しない場合は所定の位置に挿入し、キーが存在する場合は何もしません
(パブリックメンバー関数)

消去

要素の消去
(パブリックメンバー関数)

スワップ

コンテンツ交換
(パブリックメンバー機能)

エキス

(C ++ 17)

別のコンテナからノードを解放します
(パブリックメンバー関数)

マージ

(C ++ 17)

从另一容器接合结点
(公开成员函数)

查找

count

返回匹配特定键的元素数量
(公开成员函数)

find

寻找带有特定键的元素
(公开成员函数)

contains

(C++20)

检查容器是否含有带特定键的元素
(公开成员函数)

equal_range

返回匹配特定键的元素范围
(公开成员函数)

lower_bound

返回指向首个不小于给定键的元素的迭代器
(公开成员函数)

upper_bound

返回指向首个大于给定键的元素的迭代器
(公开成员函数)

观察器

key_comp

返回用于比较键的函数
(公开成员函数)

value_comp

返回用于在value_type类型的对象中比较键的函数。
(公开成员函数)

2、std::unordered_map

头文件: <unordered_map>

类声明

template<
    class Key,
    class T,
    class Compare = std::less<Key>,
    class Allocator = std::allocator<std::pair<const Key, T> >
> class map;

namespace pmr { //c++17起
    template <class Key,
              class T,
              class Hash = std::hash<Key>,
              class KeyEqual = std::equal_to<Key>>
              using unordered_map = std::unordered_map<Key, T, Hash, Pred,
                              std::pmr::polymorphic_allocator<std::pair<const Key,T>>>;
}

unordered_map 是关联容器,含有带唯一键的键-值 pair 。搜索、插入和元素移除拥有平均常数时间复杂度。

元素在内部不以任何特定顺序排序,而是组织进桶中。元素放进哪个桶完全依赖于其键的哈希。这允许对单独元素的快速访问,因为一旦计算哈希,则它准确指代元素所放进的桶。

std::unordered_map 满足容器 (Container) 、知分配器容器 (AllocatorAwareContainer) 、无序关联容器 (UnorderedAssociativeContainer) 的要求。

成员函数

(构造函数)

构造 unordered_map
(公开成员函数)

(析构函数)

析构 unordered_map
(公开成员函数)

operator=

赋值给容器
(公开成员函数)

get_allocator

返回相关的分配器
(公开成员函数)

迭代器

begincbegin

返回指向起始的迭代器
(公开成员函数)

endcend

返回指向末尾的迭代器
(公开成员函数)

容量

empty

检查容器是否为空
(公开成员函数)

size

返回容纳的元素数
(公开成员函数)

max_size

返回可容纳的最大元素数
(公开成员函数)

修改器

clear

清除内容
(公开成员函数)

insert

插入元素或结点 (C++17 起)
(公开成员函数)

insert_or_assign

(C++17)

插入元素,或若键已存在则赋值给当前元素
(公开成员函数)

emplace

原位构造元素
(公开成员函数)

emplace_hint

使用提示原位构造元素
(公开成员函数)

try_emplace

(C++17)

若键不存在则原位插入,若键存在则不做任何事
(公开成员函数)

erase

擦除元素
(公开成员函数)

swap

交换内容
(公开成员函数)

extract

(C++17)

从另一容器释出结点
(公开成员函数)

merge

(C++17)

从另一容器接合结点
(公开成员函数)

查找

at

访问指定的元素,同时进行越界检查
(公开成员函数)

operator[]

访问或插入指定的元素
(公开成员函数)

count

返回匹配特定键的元素数量
(公开成员函数)

find

寻找带有特定键的元素
(公开成员函数)

contains

(C++20)

检查容器是否含有带特定键的元素
(公开成员函数)

equal_range

返回匹配特定键的元素范围
(公开成员函数)

桶接口

begin(size_type)

cbegin(size_type)

返回一个迭代器,指向指定的桶的开始
(公开成员函数)

end(size_type)

cend(size_type)

返回一个迭代器,指向指定的桶的末尾
(公开成员函数)

bucket_count

返回桶数
(公开成员函数)

max_bucket_count

返回桶的最大数量
(公开成员函数)

bucket_size

返回在特定的桶中的元素数量
(公开成员函数)

bucket

返回带有特定键的桶
(公开成员函数)

哈希策略

load_factor

返回每个桶的平均元素数量
(公开成员函数)
max_load_factor 管理每个桶的平均元素数量的最大值
(公开成员函数)

rehash

至少为指定数量的桶预留存储空间。
这会重新生成哈希表。
(公开成员函数)

reserve

为至少为指定数量的元素预留存储空间。
这会重新生成哈希表。
(公开成员函数)

观察器

hash_function

返回用于对关键哈希的函数
(公开成员函数)

key_eql

返回用于比较键的相等性的函数
(公开成员函数)
/*================================================================
 *   Copyright (C) 2021 baichao All rights reserved.
 *
 *   文件名称:unordered_map.cpp
 *   创 建 者:baichao
 *   创建日期:2021年01月13日
 *   描    述:
 *
 ================================================================*/

#include <iostream>
#include <string>
#include <unordered_map>

int main()
{
    // 创建三个 string 的 unordered_map (映射到 string )
    std::unordered_map<std::string, std::string> u = {
        {"RED","#FF0000"},
        {"GREEN","#00FF00"},
        {"BLUE","#0000FF"}
    };

    // 迭代并打印 unordered_map 的关键和值
    for( const auto& n : u ) {
        std::cout << "Key:[" << n.first << "] Value:[" << n.second << "]\n";
    }

    // 添加新入口到 unordered_map
    u["BLACK"] = "#000000";
    u["WHITE"] = "#FFFFFF";

    // 用关键输出值
    std::cout << "The HEX of color RED is:[" << u["RED"] << "]\n";
    std::cout << "The HEX of color BLACK is:[" << u["BLACK"] << "]\n";

    //返回哈希函数
    std::hash<std::string> hashFunc = u.hash_function(); //因为unordered_map实例u中的key是std::string类型,所以函数返回值也就是std::hash<std:;string>

    float loadFactor = u.load_factor();
    float maxLoadFactor = u.max_load_factor();

    return 0;
}

 

根据结果可以看到std::unoreded_map的负载因子是1,std::map没有负载因子,负载因子指哈希表中元素和数组大小的比值,std::unoreded_map设置为1,我的理解是为了充分利用内存,但是冲突会比较大。这也是博主稍微有点想不通的原因,难道std::unoreded_map的设计者喜欢反其道而行之,用时间换空间,这个骚操作我也是有点懵逼。

顺带多一嘴,redis的负载因子也是1,redis极端情况下可能是5,就是持久化的时候,需要fork操作,这个时候不会分配内存,所以redis源码中有判断如果大于数组长度的5倍则马上扩容(redis6.0是如此,其余的不敢保证)

 

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転載: blog.csdn.net/weixin_40179091/article/details/112503675