C++哈希表unordered_map和map

在刷剑指offer第50题面试题（第一个只出现一次的字符）的时候用到了哈希表。一开始不太懂，借此机会整理一下，加深理解。

1.map和unordered_map的区别

(1)头文件不同

map：
#include<map>

unordered_map：
#include<unordered_map>

(2)内部机理不同

map：
map内部实现了一个红黑树（红黑树是非严格平衡二叉搜索树，而AVL是严格平衡二叉搜索树），红黑树具有自动排序的功能，因此map内部的所有元素都是有序的，红黑树的每一个节点都代表着map的一个元素。因此，对于map进行的查找，删除，添加等一系列的操作都相当于是对红黑树进行的操作。
map中的元素是按照二叉搜索树（又名二叉查找树、二叉排序树，特点就是左子树上所有节点的键值都小于根节点的键值，右子树所有节点的键值都大于根节点的键值）存储的，使用中序遍历可将键值按照从小到大遍历出来。
unordered_map:
unordered_map内部实现了一个哈希表（也叫散列表，通过把关键码值映射到Hash表中一个位置来访问记录，查找的时间复杂度可达到O(1)，其在海量数据处理中有着广泛应用）。因此，其元素的排列顺序是无序的。

(3)优缺点以及适用性

map：

优点：有序性，这是map结构最大的优点，其元素的有序性在很多应用中都会简化很多的操作，内部实现一个红黑书使得map的很多操作在lg(n)的时间复杂度下就可以实现，因此效率非常的高；
缺点：空间占用率高，因为map内部实现了红黑树，虽然提高了运行效率，但是因为每一个节点都需要额外保存父节点、孩子节点和红/黑性质，使得每一个节点都占用大量的空间；
适用处：对于那些有顺序要求的问题，用map会更高效一些。

unordered_map:

优点：因为内部实现了哈希表，其查找速度非常快；
缺点：哈希表的建立比较耗费时间；
适用处：对于查找问题，unordered_map会更加高效一些，因此遇到查找问题，常会考虑一下用unordered_map。

(4)总结

内存占有率的问题就转化成红黑树和哈希表比较 , 因此unorder_map占用的内存要高。但是unordered_map执行效率要比map高很多；
对于unordered_map或者unordered_set容器，其遍历顺序与创建该容器时输入元素的顺序是不一定一致的，遍历是按照哈希表从前往后依次遍历的；

2.unordered_map的使用

find()函数

iterator find ( const key_type& key )
如果key存在，则find返回key对应的迭代器，如果key不存在，则find返回unordered_map::end。因此可以通过map.find(key) == map.end()来判断key是否存在于当前的unordered_map中。

// unordered_map::find
#include <iostream>
#include <string>
#include <unordered_map>

int main () {
  std::unordered_map<std::string,double> mymap = {
     {'a',1},
     {'b',2},
     {'c',3} };
  std::unordered_map<std::string,double>::const_iterator got = mymap.find('a');
  if ( got == mymap.end() )
    std::cout << "not found";
  else
    std::cout << got->first << " is " << got->second << std::endl;
  return 0;
}

count()函数

size_type count ( const key_type& key ) const
count函数用以统计key值在unordered_map中出现的次数。c++ unordered_map不允许有重复的key。因此，如果key存在，则count返回1，如果不存在，则count返回0。

// unordered_map::count
#include <iostream>
#include <string>
#include <unordered_map>

int main () {
  std::unordered_map<std::string,double> mymap = {
     {'a',1},
     {'b',2},
     {'c',3} };
  for (auto& x: {'a','b','c','d'}) {
    if (mymap.count(x)>0)
      std::cout << "mymap has " << x << std::endl;
    else
      std::cout << "mymap has no " << x << std::endl;
  }
  return 0;
}