unordered_set、unordered_map的介绍和使用
一、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 l o g 2 N log_2N log2N,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
二、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的标识它的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.它的迭代器至少是前向迭代器。
三、unordered_set的使用
3.1 unordered_set的定义方式
方式一:构造一个某类型的空容器。
unordered_set<int> s1;
方式二:拷贝构造某同类型容器的复制品
unordered_set<int> s2(s1);
方式三:使用迭代器拷贝构造某一段内容。
string str("abcdef");
unordered_set<char> s3(str.begin(),str.end());
3.2 unordered_set接口的使用
unordered_set当中常用的成员函数如下:
函数声明 | 功能介绍 |
---|---|
insert() | 插入指定元素 |
erase() | 删除指定元素 |
find() | 查找指定元素 |
size() | 获取容器中元素的个数 |
empty() | 判断容器是否为空 |
clear | 清空容器 |
swap() | 交换两个容器中的数据 |
count | 获取容器中指定元素值的元素个数 |
unordered_set当中迭代器相关函数如下:
函数声明 | 功能介绍 |
---|---|
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 |
3.3 unordered_multiset
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,这两种容器的唯一区别就是,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。
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:
成员函数find | 功能介绍 |
---|---|
unordered_set容器 | 返回键值val的元素的迭代器 |
unordered_multiset容器 | 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 |
成员函数count | 功能介绍 |
---|---|
unordered_set容器 | 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容器 | 返回键值为val的元素个数(find成员函数不可替代) |
四、unordered_map的介绍
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 它的迭代器至少是前向迭代器。
五、unordered_map的使用
5.1 unordered_map的定义方式
方式一:指定key和value的类型构造一个空容器
unordered_map<string, int> m1;
方式二:拷贝构造某同类型容器的复制品
unordered_map<string, int> m2(m1);
方式三:使用迭代器拷贝构造某一段内容
unordered_map<string, int> m3(m2.begin(),m2.end());
5.2 unordered_map接口的使用
unordered_map当中常用的成员函数如下:
函数声明 | 功能介绍 |
---|---|
insert() | 插入键值对 |
erase() | 删除指定key值得键值对 |
find() | 查找指定key值得键值对 |
size() | 获取容器中元素的个数 |
empty() | 判断容器是否为空 |
clear | 清空容器 |
swap() | 交换两个容器中的数据 |
count | 获取容器中指定key值的元素个数 |
除了上述的成员函数之外,unordered_map容器当中还实现了[ ]运算符重载函数,该重载函数的功能非常强大:
- 若当前容器中已有键值为key的键值对,则返回该键值对value的引用
- 若当前容器中没有键值对key的键值对,则先插入键值对<key, value>,然后再返回该键值对中value的引用
unordered_map当中迭代器相关函数如下:
成员函数 | 功能介绍 |
---|---|
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 |
5.3 unordered_multimap
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,这两种容器唯一的区别就是,unordered_multimao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。
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:
成员函数find | 功能介绍 |
---|---|
unordered_map容器 | 返回键值为key的键值对的迭代器 |
unordered_multimap容器 | 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 |
成员函数count | 功能介绍 |
---|---|
unordered_map容器 | 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_multimap容器 | 返回键值为key的键值对个数(find成员函数不可替代) |
其次,由于unordered_multimap容器允许键值对冗余,调用[ ]运算符重载函数时,应该返回键值为key的哪一个键值对的value的引用存在歧义,因此在unordered_multimap容器当中没有实现[ ]运算符重载函数
六、完整代码
6.1 test.cpp
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <iostream>
#include<unordered_set>
#include<unordered_map>
#include<string>
using namespace std;
void test_unordered_set1()
{
unordered_set<int> s;
s.insert(1);
s.insert(3);
s.insert(2);
s.insert(7);
s.insert(2);
unordered_set<int>::iterator it = s.begin();
while (it != s.end())
{
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
for (auto e : s)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
}
void test_unordered_map1()
{
string arr[] = { "苹果", "西瓜", "苹果", "西瓜", "苹果", "苹果", "西瓜",
"苹果", "香蕉", "苹果", "香蕉" };
unordered_map<string, int> countMap;
for (auto& e : arr)
{
countMap[e]++;
}
for (auto& kv : countMap)
{
cout << kv.first << ":" << kv.second << endl;
}
}
int main()
{
test_unordered_set1();
test_unordered_map1();
return 0;
}