【C++】STL —— unordered_map/unordered_set的基本使用

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目录


unordered系列关联式容器


一、unordered_set


1. unordered_set的介绍


2. unordered_set的使用


3. unordered_set/unordered_multiset底层结构


二、unordered_map


1. unordered_map的介绍


2. unordered_map的使用


3. unordered_map/unordered_multimap底层结构




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。unordered系列的底层结构是哈希表。



一、unordered_set




1. unordered_set的介绍




  1. unordered_set是不按特定顺序存储键值的关联式容器,其允许通过键值快速的索引到对应的元素。



  2. 在unordered_set中,元素的值同时也是唯一地标识它的key。



  3. 在内部,unordered_set中的元素没有按照任何特定的顺序排序,为了能在常数范围内找到指定的key,unordered_set将相同哈希值的键值放在相同的桶中。



  4. unordered_set容器通过key访问单个元素要比set快,但它通常在遍历元素子集的范围迭代方面效率较低。



  5. 它的迭代器是单向迭代器。



2. unordered_set的使用




常用接口的介绍



成员函数



功能



insert



插入指定元素



erase



删除指定元素



find



查找指定元素



size



获取容器中的元素个数



empty



判断容器是否为空



clear



清空容器



swap



交换两个容器的数据



count



获取容器中指定元素的元素个数



迭代器的介绍



成员函数



功能



begin



获取容器中第一个元素的正向迭代器



end



获取容器中最后一个元素下一个位置的正向迭代器



cbegin



const迭代器(功能和begin类似)



cend



const迭代器(功能和end类似)

#include <iostream>
#include <unordered_set>
using namespace std;

int main()
{
    unordered_set<int> us; //构造
    /****************插入操作*********************/
    //插入指定的元素(只有去重的功能,没有排序的功能)
    us.insert(7);
    us.insert(1);
    us.insert(1);
    us.insert(2);
    us.insert(6);
    us.insert(5);
    unordered_set<int> us1(us);//拷贝构造
    unordered_set<int> us2(us1.begin(), us1.end());//迭代器区间构造
    /****************遍历操作*********************/
    //遍历方式1 --- 范围for遍历
    for(auto e : us)
    {
        cout << e << " ";
    }
    cout << endl; // 打印结果:5 6 2 1 7(其结果不一定是按照插入的顺序打印的)

    //遍历方式2 --- 迭代器遍历
    unordered_set<int>::iterator it1 = us.begin();
    //auto it2 = us.begin(); //可以使用auto自动推到类型
    while(it1 != us.end())
    {
        cout << *it1 << " ";
        it1++;
    }
    cout << endl;// 打印结果:5 6 2 1 7
    /****************删除操作*********************/
    //删除方式1 --- 指定元素删除
    us.erase(5);
    //删除方式2 --- 通过find函数找到指定的元素删除
    unordered_set<int>::iterator pos1 = us.find(6);//查找元素6,并返回该迭代器
    //auto pos2 = us.find(6);//可以使用auto自动推到类型
    if(pos1 != us.end())
    {
        us.erase(6);
    }
    /****************其他操作*********************/
    cout << us.size() << endl; //容器中的元素个数
    cout << us.count(7) << endl;//容器中元素7的个数
    cout << us.empty() << endl; //判断容器是否为空
    us.clear();//清空容器
    return 0;
}



unordered_multiset容器与unordered_set容器的底层数据结构是一样的,都是哈希表,其次,它们所提供的成员函数的接口都是基本一致的,这里就不再列举了,这两种容器唯一的区别就是,unordered_multiset容器允许键值冗余,即unordered_multiset容器当中存储的元素是可以重复的。

#include <iostream>
#include <unordered_set>
using namespace std;

int main()
{
    unordered_multiset<int> ums; 
    //插入指定的元素(允许元素重复)
    ums.insert(7);
    ums.insert(1);
    ums.insert(1);
    ums.insert(2);
    ums.insert(6);
    ums.insert(5);
    for(auto e : ums)
    {
        cout << e << " ";
    }
    cout << endl;// 5 6 2 1 1 7
    return 0;
}



由于unordered_multiset容器允许键值冗余,因此该容器中成员函数find和count的意义与unordered_set容器中的也有所不同:



find函数



功能



unordered_set



返回键值为val的元素的迭代器



unordered_multiset



返回底层哈希表中第一个找到的键值为val的元素的迭代器



count函数



功能



unordered_set



键值为val的元素存在则返回1,不存在则返回0(find成员函数可替代)



unordered_multiset



返回键值为val的元素个数(find成员函数不可替代)



3. unordered_set/unordered_multiset底层结构




底层结构会在后续博客中模拟实现,这里只需要大概了解即可。



二、unordered_map




1.




unordered_map的介绍




  1. 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。



  2. 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。



  3. 在内部,unordered_map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。



  4. 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。



  5. 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。



  6. 它的迭代器是单向迭代器。



2. unordered_map的




使用




常用接口的介绍



成员函数



功能



insert



插入键值对



erase



删除指定key的键值对



find



查找指定指定key的键值对



size



获取容器中的元素个数



empty



判断容器是否为空



clear



清空容器



swap



交换两个容器的数据



count



获取容器中指定元素的元素个数



迭代器的介绍



成员函数



功能



begin



获取容器中第一个元素的正向迭代器



end



获取容器中最后一个元素下一个位置的正向迭代器



cbegin



const迭代器(功能和begin类似)



cend



const迭代器(功能和end类似)

#include <iostream>
#include <unordered_map>
#include <string>
using namespace std;

int main()
{
    unordered_map<string, string> um;//构造
    /**********************插入操作****************************/
    //插入方式1 --- 通过匿名对象插入
    um.insert(pair<string, string>("left", "左边"));
    um.insert(pair<string, string>("right", "右边"));
    //插入方式2 --- 通过make_pair函数模板插入
    um.insert(make_pair("boy", "男孩"));
    um.insert(make_pair("girl", "女孩"));
    //插入方式3 --- 通过operator[]插入(常用)
    um["top"] = "顶部";
    um["bottom"] = "底部";
    um["map"] = "地图";
    unordered_map<string, string> um1(um); //拷贝构造
    unordered_map<string, string> um2(um1.begin(), um1.end());//迭代器区间构造

    /**********************遍历操作****************************/
    //遍历操作1 --- 范围for遍历
    for(auto e : um)
    {
        cout << e.first << "-->" << e.second << " ";
    }
    cout << endl;
    //遍历操作2 --- 迭代器遍历
    unordered_map<string, string>::iterator it1 = um.begin();
    //auto it2 = um.begin(); //自动推导
    while(it1 != um.end())
    {
        cout << it1->first << "-->" << it1->second << " ";
        //cout << (*it1).first << "-->" << (*it1).second << " "; //也可以通过解引用拿到pair对象,找到first和second
        it1++;
    }
    /**********************删除操作****************************/
    //删除方式1 --- 根据key删除
    um.erase("left");
    //删除方式2 --- 根据迭代器删除
    unordered_map<string, string>::iterator pos = um.find("right");
    if(pos != um.end())
    {
        um.erase(pos);
    }
    /**********************修改操作****************************/
    //修改操作1 --- 通过find函数获取对应的迭代器,进行修改
    pos = um.find("map");
    if(pos != um.end())
    {
        pos->second = "映射";
    }
    //修改操作2 --- 通过operator[]进行修改(常用)
    um["map"] = "地图、映射";
    /**********************其他操作****************************/
    cout << um.size() << endl; //容器的元素个数
    cout << um.count("map") << endl;//返回对应key值的个数
    cout << um.empty() << endl; //判断容器是否为空
    um.clear();//清空容器
    return 0;
}



unordered_multimap容器与unordered_map容器的底层数据结构是一样的,都是哈希表,其次,它们所提供的成员函数的接口都是基本一致的,这里就不再列举了,这两种容器唯一的区别就是,unordered_multimap容器允许键值冗余,即unordered_multimap容器当中存储的键值对的key值是可以重复的。

#include <iostream>
#include <string>
#include <unordered_map>
using namespace std;

int main()
{
    unordered_multimap<string, string> umm;
    //插入键值对(允许键值重复)
    umm.insert(make_pair("map", "地图"));
    umm.insert(make_pair("map", "分布图"));
    umm.insert(make_pair("map", "映射"));
    for (auto e : umm)
    {
        cout << e.first << "->" << e.second << " ";
    }
    cout << endl; 
    return 0;
}



由于unordered_multimap容器允许键值对的键值冗余,因此该容器中成员函数find和count的意义与unordered_map容器中的也有所不同:



find函数



功能



unordered_map



返回键值为key的键值对的迭代器



unordered_multimap



返回底层哈希表中第一个找到的键值为key的键值对的迭代器



count函数



功能



unordered_




map



键值为key的键值对存在则返回1,不存在则返回0(find成员函数可替代)



unordered_multi




map



返回键值为key的键值对的个数(find成员函数不可替代)



注:unordered_multi




map不支持operator[ ]。



3. unordered_map/unordered_multimap底层结构




底层结构会在后续博客中模拟实现,这里只需要大概了解即可。



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