C++关联容器和无序容器的底层数据结构
时间: 2023-08-17 19:06:25 浏览: 63
C++关联容器和无序容器是标准库中提供的两种不同的容器类型。它们的底层数据结构不同,导致它们在插入、查找和删除元素方面的性能特点也不同。
关联容器(Associative Containers)使用二叉搜索树(Binary Search Tree)作为底层数据结构。具体来说,`std::set`和`std::map`使用红黑树(Red-Black Tree),而`std::multiset`和`std::multimap`使用平衡二叉搜索树(Balanced Binary Search Tree)。这些数据结构保证了元素的有序性,即元素按照一定的顺序进行存储。
无序容器(Unordered Containers)使用哈希表(Hash Table)作为底层数据结构。具体来说,`std::unordered_set`和`std::unordered_map`使用哈希表来存储元素。哈希表根据元素的键(key)通过哈希函数计算索引,将元素存储在对应的索引位置上。这种数据结构使得元素的插入、查找和删除具有较快的平均时间复杂度。
总的来说,关联容器适用于需要有序存储和按照键进行查找的场景,而无序容器适用于无需保持元素顺序且需要快速查找的场景。根据具体的需求,选择适合的容器可以提高程序的性能和效率。
相关问题
STL中有哪些容器?什么是STL迭代器?
STL(Standard Template Library)是C++标准库的一部分,它提供了一系列高效、灵活的数据结构和算法,用于处理动态数据。在STL中,常见的容器主要包括以下几种:
1. **序列容器**(Sequence Containers):
- `std::vector`:动态数组,支持随机访问。
- `std::deque`:双端队列,可以在两端进行高效的插入和删除操作。
- `std::list`:双向链表,元素按插入顺序排列,但查找效率较低。
- `std::forward_list`:单向链表,类似于`list`,但不支持在任意位置插入或删除。
- `std::array`:固定大小的数组,类似C语言中的数组。
2. **关联容器**(Associative Containers):
- `std::map`(或`std::unordered_map`):关联键值对,使用哈希表实现高效查找。
- `std::set`(或`std::unordered_set`):无序的键集合,不允许重复。
- `std::multiset`:有序的键集合,允许重复。
- `std::multimap`:关联键值对的多值集合,允许多个键对应同一值。
3. **堆容器**(Priority Container):
- `std::priority_queue`:堆数据结构,常用于实现优先级队列。
4. **集合容器**(Set-like Containers):
- `std::set`:无序集合,使用哈希表实现。
- `std::unordered_set`:无序且无重复的集合。
5. **容器适配器**(Container Adapters):
- `std::stack`:栈,基于`vector`或`deque`实现。
- `std::queue`:队列,同样基于`vector`或`deque`实现。
- `std::bitset`:位集,表示一系列二进制位。
STL迭代器是一种抽象概念,它是容器和算法之间通用的接口,使得我们能够遍历容器中的元素,而不必关心底层的具体实现细节。迭代器提供了读取和修改容器元素的方法,可以指向容器的开始、结束和中间位置。无论是序列还是关联容器,都有相应的迭代器类型,如`iterator`和`const_iterator`等,分别用于读写操作。迭代器的生命周期管理也非常重要,确保它们不会超出容器的有效范围。
C++哈希表中unordered_set和unordered_map的区别
unordered_set和unordered_map是C++11中新增加的两个关联式容器,它们的区别主要体现在以下几个方面:
1. 底层实现:unordered_set和unordered_map的底层都是哈希表,而set和map的底层是红黑树。哈希表是一种根据键值直接进行访问的数据结构,而红黑树是一种自平衡的二叉搜索树。
2. 排序:unordered_set是不可排序的,而set是有序的。unordered_map是无序的,而map是有序的。这是因为哈希表是根据键值的哈希值进行存储和访问的,没有固定的顺序。
3. 迭代器:unordered_set和unordered_map使用的是单向迭代器,而set和map使用的是双向迭代器。单向迭代器只能从前往后遍历容器中的元素,而双向迭代器可以从前往后和从后往前遍历。
4. 效率:由于底层实现的不同,unordered_set和unordered_map的插入、查找和删除操作的时间复杂度都是O(1),而set和map的时间复杂度是O(logN)。因此,unordered_set和unordered_map相对于set和map来说,在大部分情况下具有更高的效率。
综上所述,unordered_set和unordered_map与set和map在底层实现、排序、迭代器和效率上存在一些区别。选择使用哪个容器取决于具体的需求和性能要求。<span class="em">1</span><span class="em">2</span><span class="em">3</span>
#### 引用[.reference_title]
- *1* *3* [C++ 哈希表及unordered_set + unordered_map容器](https://blog.csdn.net/qq_60750110/article/details/126746419)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v93^chatsearchT3_1"}}] [.reference_item style="max-width: 50%"]
- *2* [算法(42)-数组等值切割-前缀累加和-哈希表Map-set版-C++](https://download.csdn.net/download/weixin_38710566/14039060)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v93^chatsearchT3_1"}}] [.reference_item style="max-width: 50%"]
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