C++ STL之map与unordered_map

map和unordered_map都是C++标准库中的关联容器，用于存储键值对数据。它们之间的主要区别在于底层实现的数据结构和性能特点。

map是基于红黑树实现的有序关联容器，它的特点是按照键的顺序进行存储，并且能够自动根据键的大小进行排序。这使得map适用于需要有序访问数据的场景。map的插入、删除和查找操作的平均时间复杂度为O(log n)，其中n为元素个数。

unordered_map则是基于哈希表实现的无序关联容器，它的特点是根据键的哈希值进行存储，不保证元素的顺序。unordered_map适用于需要快速插入、删除和查找数据的场景，其插入、删除和查找操作的平均时间复杂度为O(1)，但在最坏情况下可能为O(n)。

对于选择使用map还是unordered_map，需要根据具体的需求来进行选择。如果需要有序访问数据或者对数据有一定顺序要求，可以选择map；如果需要快速的插入、删除和查找操作，并且对数据的顺序没有要求，可以选择unordered_map。

需要注意的是，由于哈希表的实现需要额外的哈希函数计算和桶索引查找，unordered_map的性能相对于map可能会有一定的开销。此外，unordered_map的哈希函数需要满足一定的要求，并且键类型需要支持哈希函数和相等比较操作符的重载。

相关问题

c++stl，map和unordered_map

### 回答1：
C++ STL是C++标准库的一部分，包含了许多常用的数据结构和算法，如vector、list、map、set等。STL的设计目的是提供高效、可靠、通用的数据结构和算法，使得程序员可以更加方便地编写高质量的代码。

map和unordered_map是STL中的两种关联容器，它们都可以用于存储键值对。map是一种有序的关联容器，它使用红黑树实现，可以快速地查找、插入和删除元素，但是它的空间复杂度较高。unordered_map是一种无序的关联容器，它使用哈希表实现，可以在常数时间内查找、插入和删除元素，但是它的空间复杂度较低。

在使用map和unordered_map时，需要注意它们的特点和适用场景。如果需要有序地存储键值对，并且需要快速地查找、插入和删除元素，那么应该选择map；如果不需要有序地存储键值对，并且需要在常数时间内查找、插入和删除元素，那么应该选择unordered_map。

### 回答2：
C++ STL（标准模板库）是C++标准库的一部分，提供了一组标准的库函数和容器类，能够帮助C++开发者提高代码复用性，减少代码编写时间。其中，map和unordered_map是STL库中常用的关联容器，用于存储键值对。

map是有序的关联容器，它存储键值对，并且根据键排序，使用红黑树实现，插入/查找/删除操作的时间复杂度均为log(N)。map可以被用于实现数据结构，例如有序映射和堆积。map对于需要手动排序的问题十分实用，因为它会自动维护键值的顺序。

unordered_map是哈希表实现的关联容器，它同样存储键值对，但是不会对键进行排序，插入/查找/删除的平均时间复杂度为常数级别，实际上操作速度更快。一般来说，unordered_map速度更快，但是由于哈希表的不确定性，其效率可能会受到键分布的影响。

两个容器都可以通过类似于数组的方式访问元素，但是map访问方式是map[key]，而unordered_map的访问方式为unordered_map[key]。对于元素的添加，map需要使用insert函数，而unordered_map使用emplace或insert函数均可。

在使用STL中的容器时，选择合适的数据结构非常重要。如果需要存储有序的数据并且希望通过键来快速访问数据，可以选择map。但是，如果只关心快速访问和查找数据，可以选择unordered_map。需要注意的是，在许多情况下，具体的使用场景会影响选择的容器类型。

### 回答3：
C++ STL（Standard Template Library）是C++标准库的一部分，包含了许多模板类、函数和算法，大大提高了C++程序的开发效率。其中，map和unordered_map是两个重要的容器类。

map是一个关联容器，它将键值对映射到一个有序的序列中，其中键是唯一的。map的底层实现是红黑树，因此它具有快速的查找和插入操作。map是按照键的自然顺序进行排序的，默认按照小于号（<）进行比较。如果需要按照其他方式进行排序，可以自定义比较函数。

unordered_map也是一个关联容器，它将键值对映射到一个无序的序列中，其中键是唯一的。unordered_map的底层实现是哈希表，因此它具有快速的查找和插入操作。unordered_map的元素是无序的，因此不能像map那样直接遍历。如果需要按照键的自然顺序进行遍历，可以将unordered_map中的元素复制到一个vector中，然后对vector进行排序。

map和unordered_map都支持以下操作：

1. 插入元素：使用插入函数（insert）或者下标运算符[]来插入元素。

2. 删除元素：使用删除函数（erase）来删除指定位置或者指定键的元素。

3. 查找元素：使用find函数来查找指定键的元素，如果找到了就返回对应元素的迭代器，否则返回尾迭代器。

4. 遍历元素：可以使用迭代器（iterator）来遍历容器中的所有元素。

在使用map和unordered_map时，需要注意以下问题：

1. 如果键是自定义类型，需要重载==运算符和小于号（<）运算符，以便能够正确比较元素。

2. 在使用unordered_map时，需要定义一个哈希函数，以便将元素散列到桶中。

3. 在插入元素时，如果键已经存在，会直接覆盖原有元素。

4. 在删除元素时，需要注意迭代器过期的问题，删除元素后，迭代器可能会失效，不能再使用。

编写程序购物车实现：哈希表可以用C++ STL库中的unordered_map来实现，键值对可以使用食品编号和数量来表示

好的，下面是一个简单的 C++ 程序，实现购物车功能，使用 STL 库中的 unordered_map 实现哈希表，键值对使用食品编号和数量来表示。

#include <iostream>
#include <unordered_map>

using namespace std;

int main()
{
    unordered_map<int, int> cart; // 声明一个哈希表，键是食品编号，值是数量
    int food_num, count; // 食品编号和数量
    char op; // 操作符：添加（a）、删除（d）、查询（q）和退出（e）

    while (true) {
        cout << "请输入操作符（a: 添加，d: 删除，q: 查询，e: 退出）：";
        cin >> op;

        if (op == 'a') { // 添加商品到购物车
            cout << "请输入要添加的食品编号和数量：";
            cin >> food_num >> count;
            cart[food_num] += count; // 若键不存在，则默认值为0，再加上数量
            cout << "添加成功！" << endl;
        } else if (op == 'd') { // 从购物车删除商品
            cout << "请输入要删除的食品编号和数量：";
            cin >> food_num >> count;
            if (cart.find(food_num) != cart.end()) { // 判断键是否存在
                cart[food_num] -= count; // 若数量不足，则减去全部数量
                if (cart[food_num] <= 0) {
                    cart.erase(food_num); // 若数量为0，则删除该键值对
                }
                cout << "删除成功！" << endl;
            } else {
                cout << "购物车中不存在该商品！" << endl;
            }
        } else if (op == 'q') { // 查询购物车中所有商品
            if (cart.empty()) {
                cout << "购物车为空！" << endl;
            } else {
                cout << "购物车中的商品有：" << endl;
                for (auto it = cart.begin(); it != cart.end(); ++it) {
                    cout << "食品编号：" << it->first << "，数量：" << it->second << endl;
                }
            }
        } else if (op == 'e') { // 退出程序
            break;
        } else { // 非法操作符
            cout << "非法操作符！" << endl;
        }
    }

    return 0;
}

这个程序实现了以下功能：

- 添加商品到购物车
- 从购物车删除商品
- 查询购物车中所有商品
- 退出程序

在程序中，我们使用了 unordered_map 来实现哈希表，其中键是食品编号，值是数量。在添加商品时，如果键不存在，则默认值为0，再加上数量；在删除商品时，需要先判断键是否存在，若存在再减去数量或删除键值对。在查询购物车时，我们使用了一个迭代器，遍历整个哈希表，并输出每个键值对的键和值。

希望这个程序能够帮助你实现购物车功能！