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unordered_map讲解1. 引入头文件2. 基本概念3. 声明和初始化4. 基本操作插入元素访问元素删除元素查找元素迭代器

5. 注意事项6. 总结

unordered_map讲解

<code><unordered_map> 是 C++ 标准库中的一个头文件，提供了哈希表的实现，即无序关联容器。std::unordered_map 是一种关联容器，它使用哈希表来存储键值对，从而提供平均常数时间复杂度的查找、插入和删除操作。以下是对 <unordered_map> 详细讲解，包括其主要特性、使用方法和注意事项。

1. 引入头文件

#include <unordered_map>

2. 基本概念

键值对：std::unordered_map 中的每个元素都是一个键值对（key-value pair），其中键是唯一的，值可以重复。哈希表：std::unordered_map 使用哈希表来存储元素，通过哈希函数将键映射到桶中，从而提供快速的查找和更新操作。

3. 声明和初始化

#include <unordered_map>

#include <iostream>

int main() { -- -->

std::unordered_map<int, std::string> umap; // 创建一个空的 unordered_map

std::unordered_map<int, std::string> umap2 = { { 1, "one"}, { 2, "two"}, { 3, "three"}}; // 使用初始化列表

return 0;

}

4. 基本操作

插入元素

insert(): 插入键值对emplace(): 原地构造键值对

#include <unordered_map>

#include <iostream>

int main() {

std::unordered_map<int, std::string> umap;

umap.insert({ 1, "one"}); // 使用 insert() 插入键值对

umap.emplace(2, "two"); // 使用 emplace() 原地构造键值对

return 0;

}

访问元素

operator[]: 通过键访问或插入元素at(): 通过键访问元素，若键不存在则抛出异常

#include <unordered_map>

#include <iostream>

int main() {

std::unordered_map<int, std::string> umap = { { 1, "one"}, { 2, "two"}};

std::cout << umap[1] << std::endl; // 输出 "one"

std::cout << umap.at(2) << std::endl; // 输出 "two"

// 若键不存在，operator[] 会插入一个新的元素，at() 则会抛出异常

std::cout << umap[3] << std::endl; // 输出空字符串，并插入 {3, ""}

try {

std::cout << umap.at(4) << std::endl; // 抛出异常

} catch (const std::out_of_range& e) {

std::cout << e.what() << std::endl;

}

return 0;

}

删除元素

erase(): 删除指定键的元素或删除指定位置的元素

#include <unordered_map>

#include <iostream>

int main() {

std::unordered_map<int, std::string> umap = { { 1, "one"}, { 2, "two"}, { 3, "three"}};

umap.erase(2); // 删除键为 2 的元素

for (const auto& pair : umap) {

std::cout << pair.first << ": " << pair.second << std::endl;

}

return 0;

}

查找元素

find(): 查找键并返回指向该元素的迭代器count(): 返回指定键的出现次数（对于 unordered_map，结果要么是 0 要么是 1）

#include <unordered_map>

#include <iostream>

int main() {

std::unordered_map<int, std::string> umap = { { 1, "one"}, { 2, "two"}, { 3, "three"}};

auto it = umap.find(2); // 查找键为 2 的元素

if (it != umap.end()) {

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

} else {

std::cout << "Not found" << std::endl;

}

std::cout << "Count of key 3: " << umap.count(3) << std::endl; // 输出 1

std::cout << "Count of key 4: " << umap.count(4) << std::endl; // 输出 0

return 0;

}

迭代器

begin(): 返回指向第一个元素的迭代器end(): 返回指向最后一个元素后一位置的迭代器

#include <unordered_map>

#include <iostream>

int main() {

std::unordered_map<int, std::string> umap = { { 1, "one"}, { 2, "two"}, { 3, "three"}};

for (auto it = umap.begin(); it != umap.end(); ++it) {

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

}

return 0;

}

5. 注意事项

无序性：std::unordered_map 中的元素无序存储，不能依赖元素的插入顺序或访问顺序。哈希函数：默认情况下，std::unordered_map 使用 std::hash 来计算键的哈希值。如果需要自定义哈希函数，可以在模板参数中指定。负载因子：哈希表的性能与负载因子相关。负载因子是元素数量与桶数量的比值。通过 load_factor() 可以获取当前负载因子，通过 max_load_factor() 可以设置最大负载因子。性能：std::unordered_map 的平均时间复杂度是常数时间，但在最坏情况下可能退化为线性时间。选择合适的哈希函数和负载因子可以提高性能。

6. 总结

<unordered_map> 提供了高效的键值对存储和查找功能，是 C++ 标准库中非常有用的容器之一。通过掌握其基本操作和注意事项，可以在各种编程场景中高效地使用 std::unordered_map。