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1 unordered_set

1.1 unordered_set的接口说明

1.1.1 unordered_set的构造

1.1.2. unordered_set的容量

1.1.3. unordered_set的迭代器

1.1.4. unordered_set的查询

1.1.5. unordered_set的修改操作

1.1.6. unordered_set的桶操作

2 unordered_map

1.2 unordered_map的接口说明

1.2.1. unordered_map的构造

1.2.2. unordered_map的容量

1.2.3. unordered_map的迭代器

1.2.4. unordered_map的元素访问

6. unordered_map的修改操作

7. unordered_map的桶操作

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log2 N，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，本文中只对unordered_map和unordered_set进行介绍。

1 unordered_set

1. unordered_set 是以不特定顺序存储唯一元素的容器，并允许根据其值快速检索单个元素。2. 在unordered_set中，元素的值同时是其键，它唯一地标识它。键是不可变的，因此，unordered_set中的元素不能在容器中修改一次，但是，它们可以插入和删除。3. 在内部，unordered_set中的元素不按任何特定顺序排序，而是根据其哈希值组织到桶中，以便直接通过其值快速访问各个元素（平均平均时间复杂度恒定）。4. unordered_set容器通过其键访问单个元素的速度比设置的容器更快，尽管它们在通过其元素子集进行范围迭代时通常效率较低。5. 容器中的迭代器至少是正向迭代器。

1.1 unordered_set的接口说明

1.1.1 unordered_set的构造

代码演示 

<code>#include<unordered_set>

int main()

{

// 构造空对象

unordered_set<int> s1;

// 列表构造对象

unordered_set<int> s2 = { 1,3,4,9,2,7 };

return 0;

}

 测试结果

1.1.2. unordered_set的容量

 代码演示

<code>#include<unordered_set>

int main()

{

unordered_set<int> s1 = { 1,3,4,9,2,7 };

cout << "empty() = " << s1.empty() << endl;

cout << "size() = " << s1.size() << endl;

return 0;

}

测试结果 

1.1.3. unordered_set的迭代器

代码演示

<code>#include<unordered_set>

int main()

{

unordered_set<int> s1 = { 1,3,4,9,2,7 };

// 获取unordered_set第一个元素的迭代器

unordered_set<int>::iterator it1 = s1.begin();

while (it1 != s1.end())

{

cout << *it1 << " ";

++it1;

}

cout << endl;

return 0;

}

测试结果

1.1.4. unordered_set的查询

代码演示

<code>#include<unordered_set>

int main()

{

unordered_set<int> s1 = { 1,3,4,9,2,7,4 };

// 查找数值3的位置，并打印该位置的值

auto pos = s1.find(3);

cout << *pos << endl;

// 计算数值4的个数

size_t countFour = s1.count(4);

cout << "countFour = " << countFour << endl;

return 0;

}

测试结果

注意：unordered_set中key是不能重复的，因此count函数的返回值最大为1。

1.1.5. unordered_set的修改操作

代码演示

<code>#include<unordered_set>

int main()

{

unordered_set<int> s1;

// 插入值

s1.insert(1);

s1.insert(4);

s1.insert(5);

// 支持迭代器，因此也支持范围for

for (auto e : s1)

{

cout << e << " ";

}

cout << endl;

// 删除6，没有该值则不删除

s1.erase(6);

// 删除4，有该值则删除该值

s1.erase(4);

for (auto e : s1)

{

cout << e << " ";

}

cout << endl;

return 0;

}

测试结果

1.1.6. unordered_set的桶操作

代码演示

<code>#include<unordered_set>

int main()

{

unordered_set<int> s1 = { 1,4,6,9,3,7,5 };

// 获取桶的总个数

cout << "bucket_count() = " << s1.bucket_count() << endl;

// 获取2号桶有效元素个数

cout << "bucket_size(2) = " << s1.bucket_size(2) << endl;

// 数值6所在的桶号

cout << "bucket(6) = " << s1.bucket(6) << endl;

return 0;

}

测试结果

2 unordered_map

1. unordered_map是存储<key, value>键值对的关联式容器，其允许通过key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. 它的迭代器至少是前向迭代器。

1.2 unordered_map的接口说明

1.2.1. unordered_map的构造

代码演示

<code>#include<unordered_map>

int main()

{

// 构造空对象

unordered_map<string,int> m1;

// 列表构造对象

unordered_map<string, string> m2 = {

{"insert","插入"},{"erase","删除"},{"string","字符串"} };

return 0;

}

测试结果

1.2.2. unordered_map的容量

代码演示

<code>#include<unordered_map>

int main()

{

unordered_map<string, string> m1 = {

{"insert","插入"},{"erase","删除"},{"string","字符串"} };

cout << "empty() = " << m1.empty() << endl;

cout << "size() = " << m1.size() << endl;

return 0;

}

测试结果

1.2.3. unordered_map的迭代器

代码演示

<code>#include<unordered_map>

int main()

{

unordered_map<string, string> m1 = {

{"insert","插入"},{"erase","删除"},{"string","字符串"} };

// 获取第一个元素的迭代器，使用auto更简便

//unordered_map<string, string>::iterator it = m1.begin();

auto it = m1.begin();

while (it != m1.end())

{

cout << it->first << ":" << it->second << endl;

++it;

}

cout << endl;

return 0;

}

测试结果 

1.2.4. unordered_map的元素访问

代码演示

<code>#include<unordered_map>

int main()

{

// 统计各自水果的个数

string arr[] = { "苹果", "西瓜", "苹果", "西瓜", "苹果", "苹果", "西瓜",

"苹果", "香蕉", "苹果", "香蕉","苹果","草莓", "苹果","草莓" };

unordered_map<string, int> countMap;

for (auto& e : arr)

{

// 水果没有出现则插入该水果，出现则将个数++

countMap[e]++;

}

for (auto& kv : countMap)

{

cout << kv.first << ":" << kv.second << endl;

}

cout << endl;

return 0;

}

测试结果 

注意：该函数中实际调用哈希桶的插入操作，用参数key与V()构造一个默认值往底层哈希桶中插入，如果key不在哈希桶中，插入成功，返回V()，插入失败，说明key已经在哈希桶中，将key对应的value返回。此处与map中的operator[]原理类似。

1.2.5. unordered_map的查询

代码演示

<code>#include<unordered_map>

int main()

{

unordered_map<string, int> m1 = {

{"string",1 }, { "insert",2 }, { "left",3 } };

// 查找left的位置，打印该位置键值对的值

auto pos = m1.find("left");

cout << pos->first << ":" << pos->second << endl;

// 计算key为string的键值对个数

size_t count = m1.count("string");

cout << "count = " << count << endl;

return 0;

}

测试结果 

注意：unordered_map中key是不能重复的，因此count函数的返回值最大为1。

6. unordered_map的修改操作

代码演示

<code>#include<unordered_map>

int main()

{

unordered_map<string, int> m1;

pair<string, int> kv1("string", 1);

// 插入值

m1.insert(kv1);// 有名对象

m1.insert({ "left",2 });

m1.insert(make_pair("right", 3));

for (auto e : m1)

{

cout << e.first << ":" << e.second << endl;

}

cout << endl;

// 删除key为string的键值对

m1.erase("string");

for (auto e : m1)

{

cout << e.first << ":" << e.second << endl;

}

cout << endl;

return 0;

}

测试结果 

7. unordered_map的桶操作

代码演示

<code>#include<unordered_map>

int main()

{

unordered_map<string, int> m1 = {

{"string",1},{"right",2},{"insert",3}};

// 获取桶的总个数

cout << "bucket_count() = " << m1.bucket_count() << endl;

// 获取3号桶有效元素个数

cout << "bucket_size(2) = " << m1.bucket_size(3) << endl;

// key为right所在的桶号

cout << "bucket(right) = " << m1.bucket("right") << endl;

return 0;

}

测试结果