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C++ —— unordered_set、unordered_map的介绍及使用_c++中unorderedset的用法

c++中unorderedset的用法

目录

unordered系列关联式容器

unordered_set的介绍

unordered_set的使用

unordered_set的定义方式

unordered_set接口的使用

unordered_multiset

unordered_map的介绍

unordered_map的使用 

unordered_map的定义方式

unordered_map接口的使用 

unordered_multimap 


unordered系列关联式容器

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,在查询时的效率可达到O ( l o g N ) O(logN)O(logN),即最差情况下需要比较红黑树的高度次,当树中的结点非常多时,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。

unordered_set的介绍

1.unordered_set是不按特定顺序存储键值的关联式容器,其允许通过键值快速的索引到对应的元素。
2.在unordered_set中,元素的值同时也是唯一地标识它的key。
在内部,unordered_set中的元素没有按照任何特定的顺序排序,为了能在常数范围内找到指定的3.key,unordered_set将相同哈希值的键值放在相同的桶中。
4.unordered_set容器通过key访问单个元素要比set快,但它通常在遍历元素子集的范围迭代方面效率较低。
它的迭代器至少是前向迭代器。

unordered_set的使用

unordered_set的定义方式

方式一: 构造一个某类型的空容器。

unordered_set<int> us1; //构造int类型的空容器

方式二: 拷贝构造某同类型容器的复制品。

unordered_set<int> us2(us1); //拷贝构造同类型容器us1的复制品

方式三: 使用迭代器拷贝构造某一段内容。

  1. string str("abcedf");
  2. unordered_set<char> us3(str.begin(), str.end()); //构造string对象某段区间的复制品

定义unordered_set的一般方式如下:

  1. #include <unordered_set>
  2. #include <iostream>
  3. int main() {
  4. // 定义一个存储int类型元素的unordered_set
  5. std::unordered_set<int> mySet;
  6. // 插入元素
  7. mySet.insert(1);
  8. mySet.insert(2);
  9. mySet.insert(3);
  10. // 打印元素
  11. for (const auto& elem : mySet) {
  12. std::cout << elem << " ";
  13. }
  14. return 0;
  15. }

unordered_set接口的使用

unordered_set当中常用的成员函数如下:

unordered_set当中迭代器相关函数如下:

 

使用示例:

  1. #include <iostream>
  2. #include <unordered_set>
  3. using namespace std;
  4. int main() {
  5. unordered_set<int> us;
  6. // 插入元素(自动去重)
  7. us.insert(1);
  8. us.insert(4);
  9. us.insert(3);
  10. us.insert(3); // 重复元素,不会插入
  11. us.insert(2);
  12. us.insert(2); // 重复元素,不会插入
  13. us.insert(3); // 重复元素,不会插入
  14. // 遍历容器方式一(范围for
  15. for (auto e : us) {
  16. cout << e << " ";
  17. }
  18. cout << endl; // 1 4 3 2(元素顺序可能会不同,因为是无序的)
  19. // 删除元素方式一
  20. us.erase(3); // 删除值为3的元素
  21. // 删除元素方式二
  22. unordered_set<int>::iterator pos = us.find(1); // 查找值为1的元素
  23. if (pos != us.end()) {
  24. us.erase(pos); // 删除找到的元素
  25. }
  26. // 遍历容器方式二(迭代器遍历)
  27. unordered_set<int>::iterator it = us.begin();
  28. while (it != us.end()) {
  29. cout << *it << " ";
  30. it++;
  31. }
  32. cout << endl; // 4 2(元素顺序可能会不同,因为是无序的)
  33. // 容器中值为2的元素个数
  34. cout << us.count(2) << endl; // 1
  35. // 容器大小
  36. cout << us.size() << endl; // 2
  37. // 清空容器
  38. us.clear();
  39. // 容器判空
  40. cout << us.empty() << endl; // 1true
  41. // 交换两个容器的数据
  42. unordered_set<int> tmp{11, 22, 33, 44};
  43. us.swap(tmp);
  44. for (auto e : us) {
  45. cout << e << " ";
  46. }
  47. cout << endl; // 11 22 33 44(元素顺序可能会不同,因为是无序的)
  48. return 0;
  49. }

unordered_multiset

unordered_multiset容器与unordered_set容器的底层数据结构是一样的,都是哈希表,其次,它们所提供的成员函数的接口都是基本一致的,这里就不再列举了,这两种容器唯一的区别就是,unordered_multiset容器允许键值冗余,即unordered_multiset容器当中存储的元素是可以重复的。

  1. #include <iostream>
  2. #include <unordered_set>
  3. using namespace std;
  4. int main()
  5. {
  6. unordered_multiset<int> ums;
  7. //插入元素(允许重复)
  8. ums.insert(1);
  9. ums.insert(4);
  10. ums.insert(3);
  11. ums.insert(3);
  12. ums.insert(2);
  13. ums.insert(2);
  14. ums.insert(3);
  15. for (auto e : ums)
  16. {
  17. cout << e << " ";
  18. }
  19. cout << endl; //1 4 3 3 3 2 2
  20. return 0;
  21. }

由于unordered_multiset容器允许键值冗余,因此该容器中成员函数find和count的意义与unordered_set容器中的也有所不同:

 

unordered_map的介绍

1.unordered_map是存储<key, value>键值对的关联式容器,其允许通过key值快速的索引到与其对应是value。
2.在unordered_map中,键值通常用于唯一地标识元素,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<key, 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_map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。

unordered_map的使用 

unordered_map的定义方式

方式一: 指定key和value的类型构造一个空容器。

unordered_map<int, double> um1; //构造一个key为int类型,value为double类型的空容器

方式二: 拷贝构造某同类型容器的复制品。

unordered_map<int, double> um2(um1); //拷贝构造同类型容器um1的复制品

方式三: 使用迭代器拷贝构造某一段内容。

unordered_map<int, double> um3(um2.begin(), um2.end()); //使用迭代器拷贝构造um2容器某段区间的复制品

示例如下

  1. #include <unordered_map>
  2. #include <iostream>
  3. int main() {
  4. // 定义一个键为string类型,值为int类型的unordered_map
  5. std::unordered_map<std::string, int> myMap;
  6. // 插入键值对
  7. myMap["one"] = 1;
  8. myMap["two"] = 2;
  9. myMap["three"] = 3;
  10. // 打印键值对
  11. for (const auto& pair : myMap) {
  12. std::cout << pair.first << ": " << pair.second << std::endl;
  13. }
  14. return 0;
  15. }

unordered_map接口的使用 

unordered_map当中常用的成员函数如下:

除了上述的成员函数之外,unordered_map容器当中还实现了[ ]运算符重载函数,该重载函数的功能非常强大:[key]

1.若当前容器中已有键值为key的键值对,则返回该键值对value的引用。
2.若当前容器中没有键值为key的键值对,则先插入键值对<key, value()>,然后再返回该键值对中value的引用。
unordered_map当中迭代器相关函数如下:

示例如下:

  1. #include <iostream>
  2. #include <string>
  3. #include <unordered_map>
  4. using namespace std;
  5. int main()
  6. {
  7. unordered_map<int, string> um;
  8. //插入键值对方式一:构造匿名对象插入
  9. um.insert(pair<int, string>(1, "one"));
  10. um.insert(pair<int, string>(2, "two"));
  11. um.insert(pair<int, string>(3, "three"));
  12. //遍历方式一:范围for
  13. for (auto e : um)
  14. {
  15. cout << e.first << "->" << e.second << " ";
  16. }
  17. cout << endl; //1->one 2->two 3->three
  18. //插入键值对方式二:调用make_pair函数模板插入
  19. um.insert(make_pair(4, "four"));
  20. um.insert(make_pair(5, "five"));
  21. um.insert(make_pair(6, "six"));
  22. //遍历方式二:迭代器遍历
  23. unordered_map<int, string>::iterator it = um.begin();
  24. while (it != um.end())
  25. {
  26. cout << it->first << "->" << it->second << " ";
  27. it++;
  28. }
  29. cout << endl; //1->one 2->two 3->three 4->four 5->five 6->six
  30. //插入键值对方式三:利用[]运算符重载函数进行插入(常用)
  31. um[7] = "seven";
  32. um[8] = "eight";
  33. um[9] = "nine";
  34. for (auto e : um)
  35. {
  36. cout << e.first << "->" << e.second << " ";
  37. }
  38. cout << endl; //9->nine 1->one 2->two 3->three 4->four 5->five 6->six 7->seven 8->eight
  39. //删除键值对方式一:根据key值删除
  40. um.erase(5);
  41. //删除键值对方式二:根据迭代器删除
  42. unordered_map<int, string>::iterator pos = um.find(7); //查找键值为7的键值对
  43. if (pos != um.end())
  44. {
  45. um.erase(pos);
  46. }
  47. for (auto e : um)
  48. {
  49. cout << e.first << "->" << e.second << " ";
  50. }
  51. cout << endl; //9->nine 1->one 2->two 3->three 4->four 6->six 8->eight
  52. //修改键值对方式一:通过find获得迭代器,通过迭代器修改
  53. pos = um.find(1);
  54. if (pos != um.end())
  55. {
  56. pos->second = "one/first";
  57. }
  58. //修改键值对方式二:利用[]运算符重载函数进行修改(常用)
  59. um[2] = "two/second";
  60. for (auto e : um)
  61. {
  62. cout << e.first << "->" << e.second << " ";
  63. }
  64. cout << endl; //9->nine 1->one/first 2->two/second 3->three 4->four 6->six 8->eight
  65. //容器中key值为3的键值对的个数
  66. cout << um.count(3) << endl;
  67. //容器的大小
  68. cout << um.size() << endl;
  69. //清空容器
  70. um.clear();
  71. //容器判空
  72. cout << um.empty() << endl;
  73. //交换两个容器的数据
  74. unordered_map<int, string> tmp{ { 2021, "before" }, { 2022, "now" } };
  75. um.swap(tmp);
  76. for (auto e : um)
  77. {
  78. cout << e.first << "->" << e.second << " ";
  79. }
  80. cout << endl; //2021->before 2022->now
  81. return 0;
  82. }

unordered_multimap 

unordered_multimap容器与unordered_map容器的底层数据结构是一样的,都是哈希表,其次,它们所提供的成员函数的接口都是基本一致的,这里就不再列举了,这两种容器唯一的区别就是,unordered_multimap容器允许键值冗余,即unordered_multimap容器当中存储的键值对的key值是可以重复的。

  1. #include <iostream>
  2. #include <string>
  3. #include <unordered_map>
  4. using namespace std;
  5. int main()
  6. {
  7. unordered_multimap<int, string> umm;
  8. //插入键值对(允许键值重复)
  9. umm.insert(make_pair(2022, "吃饭"));
  10. umm.insert(make_pair(2022, "睡觉"));
  11. umm.insert(make_pair(2022, "敲代码"));
  12. for (auto e : umm)
  13. {
  14. cout << e.first << "->" << e.second << " ";
  15. }
  16. cout << endl; //2022->吃饭 2022->睡觉 2022->敲代码
  17. return 0;
  18. }

由于unordered_multimap容器允许键值对的键值冗余,因此该容器中成员函数find和count的意义与unordered_map容器中的也有所不同:

 

 

其次,由于unordered_multimap容器允许键值对的键值冗余,调用[ ]运算符重载函数时,应该返回键值为key的哪一个键值对的value的引用存在歧义,因此在unordered_multimap容器当中没有实现[ ]运算符重载函数。 

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