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c++stl之unordered-map以及set

news 来源：原创 2025/5/1 12:03:51

1.概述

在 C++ 的世界里，unordered_set（哈希集合）和unordered_map（哈希映射）作为基于哈希表实现的关联容器，是高效数据处理的得力工具。它们凭借独特的哈希技术，突破了传统有序容器的限制，在诸多场景下展现出卓越性能。这二者在底层实现上有着相似的脉络，皆依赖哈希表来组织数据，以实现快速的数据访问；但在应用方向上，又因存储内容的差异 ——unordered_set专注于存储唯一元素，而unordered_map擅长维护键值对映射，呈现出各自的特点。接下来，就让我们深入探究unordered_set与unordered_map在功能特性、操作细节、性能表现以及适用场景等方面的异同，为你在实际编程中精准选用它们提供有力支持

2数据结构

哈希表

借鉴了一种函数思想将输入->通过一个变化->映射到一个储存空间
现代实现中，为了避免链表过长导致的性能下降（链表查找、插入和删除操作的时间复杂度为O(N，当链表长度超过一定阈值时，会将链表转换为树结构（如红黑树），树结构在处理大量元素时，查找、插入和删除操作的时间复杂度为0(log(N))

std::unordered_map 在处理元素时，会使用键（key）作为输入传递给哈希函数

std：：unordered_set就用val进入

3 操作方法

创建

using namespace std;

unordered_map<type ,type> um();

unordered_map um(InputIterator first, InputIterator last)

std::unordered_map<Key, T> um1(um2)

std::unordered_map<Key, T> um(std::move(um2));

set 同理

有一个关键是pair组件,使用第二个,你的迭代对象得是pair

访问

size_type size() const; // 返回 unordered_set 中元素的数量

bool empty() const; // 判断 unordered_set 是否为空


iterator find(const Key& k); 
// 在 unordered_set 中查找键为 k 的元素，如果找到返回指向该元素的迭代器，否则返回 end()

//map都不用变的 直接用 key是键的数据类型

元素：

只有map有

T& operator[](const Key& k); 
// 返回键为 k 的值的引用，如果键不存在，则插入一个默认构造的值

T& at(const Key& k); 
// 返回键为 k 的值的引用，如果键不存在，抛出 std::out_of_range 异常

两者都有

map
for (const auto& [key, value] : myMap) {
    std::cout << "Key: " << key << ", Value: " << value << std::endl;
}
set
for (const auto &t : set) {
    std::cout  << key << endl;
}

增加

// 插入单个元素
std::pair<iterator, bool> insert(const value_type& val); 
// 插入范围
template <class InputIterator>
void insert(InputIterator first, InputIterator last); 

template <class... Args>
std::pair<iterator, bool> emplace(Args&&... args); 
// 直接在 unordered_set 中构造元素

删除

// 删除指定位置的元素
iterator erase(iterator position); 
// 删除指定键的元素
size_type erase(const Key& k); 
// 删除指定范围的元素
iterator erase(iterator first, iterator last);

你可以结合STL之关联容器（map ,set）-CSDN博客这个来看成员函数解析

4.应用场景

性能要求

对性能要求极高且哈希冲突可控：如果应用程序对插入、查找和删除操作的性能要求非常高，且能合理控制哈希冲突（例如选择合适的哈希函数和负载因子），那么 unordered_map 和 unordered_set 是更好的选择。例如，在实时数据处理系统中，需要快速处理大量的数据插入和查找操作。
对有序性有要求且性能可接受：当需要元素有序，并且对插入、删除和查找操作的性能要求不是极端高时，map 和 set 更合适。例如，在一个需要按顺序输出统计结果的报表生成系统中。

数据结构复杂度

简单数据处理：对于简单的数据存储和查找，且不需要额外的排序操作，unordered_map 和 unordered_set 由于其实现相对简单，在代码编写和维护上可能更方便。
复杂数据处理：如果需要进行范围查找、获取最大 / 最小元素等操作，map 和 set 基于红黑树的特性可以更好地支持这些操作。例如，在一个需要找出某个区间内所有元素的应用中，map 可以方便地通过迭代器进行范围查找。