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STL中的map、unordered_map、hash_map

  在之前使用STL时,经常混淆的几个数据结构,特别是做Leetcode的题目时,对于使用哪一个map,一直没有太明确的概念,事实上,三个容器,有着比较大的区别.

1. map

  内部数据的组织,基于红黑树实现,红黑树具有自动排序的功能,因此map内部所有的数据,在任何时候,都是有序的。

2. hash_map

  基于哈希表,数据插入和查找的时间复杂度很低,几乎是常数时间,而代价是消耗比较多的内存。底层实现上,使用一个下标范围比较大的数组来存储元素,形成很多的桶,利用hash函数对key进行映射到不同区域进行保存。

  • 插入操作:得到key -> 通过hash函数得到hash值 -> 得到桶号(hash值对桶数求模) -> 存放key和value在桶内
  • 取值过程:得到key -> 通过hash函数得到hash值 -> 得到桶号(hash值对桶数求模) -> 比较桶内元素与key是否相等 -> 取出相等纪录的value
  • 当每个桶内只有一个元素时,查找时只进行一次比较,当很多桶都没有值时,查询更快。
  • 用户可以指定自己的hash函数与比较函数。

3. unordered_map

  C++ 11标准中加入了unordered系列的容器。unordered_map记录元素的hash值,根据hash值判断元素是否相同。map相当于java中的TreeMap,unordered_map相当于HashMap。无论从查找、插入上来说,unordered_map的效率都优于hash_map,更优于map;而空间复杂度方面,hash_map最低,unordered_map次之,map最大。

  对于STL里的map容器,count方法与find方法,都可以用来判断一个key是否出现,count统计的是key出现的次数,因此只能为0/1,而find基于迭代器实现,以mp.end()判断是否找到要求的key。

Published 20 April 2015
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