C++ STL无序关联式容器

C++ STL无序关联式容器教程

除了 序列式容器关联式容器 之外,C++ 11 标准库又引入了一类容器,即无序关联式容器。无序关联式容器,又称哈希容器。

和关联式容器一样,此类容器存储的也是键值对元素;不同之处在于,关联式容器默认情况下会对存储的元素做升序排序,而无序关联式容器不会。

和其它类容器相比,无序关联式容器擅长通过指定键查找对应的值,而遍历容器中存储元素的效率不如关联式容器。

STL关联式容器详解

说明

无序容器是 C++ 11 标准才正式引入到 STL 标准库中的,这意味着如果要使用该类容器,则必须选择支持 C++ 11 标准的编译器。

和关联式容器一样,无序容器也使用键值对,即 pair 类型 的方式存储数据。不过,它们有本质上的不同:关联式容器的底层实现采用的树存储结构,更确切的说是红黑树结构;无序容器的底层实现采用的是哈希表的存储结构。

C++ STL 底层采用哈希表实现无序容器时,会将所有数据存储到一整块连续的内存空间中,并且当数据存储位置发生冲突时,解决方法选用的是“链地址法”(又称“开链法”)。

特点

基于底层实现采用了不同的数据结构,因此和关联式容器相比,无序容器具有以下 2 个特点:

  1. 无序容器内部存储的键值对是无序的,各键值对的存储位置取决于该键值对中的键。
  2. 和关联式容器相比,无序容器擅长通过指定键查找对应的值(平均时间复杂度为 O(1));但对于使用迭代器遍历容器中存储的元素,无序容器的执行效率则不如关联式容器。

分类

无序容器 功能
unordered_map 存储键值对 <key, value> 类型的元素,其中各个键值对键的值不允许重复,且该容器中存储的键值对是无序的。
unordered_multimap 和 unordered_map 唯一的区别在于,该容器允许存储多个键相同的键值对。
unordered_set 不再以键值对的形式存储数据,而是直接存储数据元素本身(当然也可以理解为,该容器存储的全部都是键 key 和值 value 相等的键值对,正因为它们相等,因此只存储 value 即可)。另外,该容器存储的元素不能重复,且容器内部存储的元素也是无序的。
unordered_multiset 和 unordered_set 唯一的区别在于,该容器允许存储值相同的元素。

技术细节

C++ 11 标准的 STL 中,在已提供有 4 种关联式容器的基础上,又新增了各自的 “unordered” 版本(无序版本、哈希版本),提高了查找指定元素的效率。

总的来说,实际场景中如果涉及大量遍历容器的操作,建议首选关联式容器;反之,如果更多的操作是通过键获取对应的值,则应首选无序容器。

案例

无序关联式容器使用

使用 unordered_map 无序关联式容器

#include <iostream> #include <string> #include <unordered_map> using namespace std; int main() { cout << "嗨客网(www.haicoder.net)\n" << endl; unordered_map<string, string> unMap{{"name","haicoder"},{"url","www.haicoder.net"}}; for (auto iter = unMap.begin(); iter != unMap.end(); ++iter) { cout << iter->first << " " << iter->second << endl; } return 0; }

编译后,我们直接运行生成的二进制文件 a.out,如下图所示:

01_无序关联式容器.png

我们定义了一个无序关联式容器 unordered_map,并存入了两个元素,接着,我们使用迭代器访问了其中的所有元素。

C++ STL无序关联式容器总结

除了序列式容器和关联式容器之外,C++ 11 标准库又引入了一类容器,即无序关联式容器。无序关联式容器,又称哈希容器。

和关联式容器一样,此类容器存储的也是键值对元素;不同之处在于,关联式容器默认情况下会对存储的元素做升序排序,而无序关联式容器不会。

和其它类容器相比,无序关联式容器擅长通过指定键查找对应的值,而遍历容器中存储元素的效率不如关联式容器。