c++ map的底层实现原理
时间: 2023-08-07 11:03:09 浏览: 121
C++ 中的 `std::map` 是一种关联容器,它基于红黑树实现。红黑树是一种自平衡的二叉搜索树,它具有以下特点:
1. 每个节点要么是红色,要么是黑色。
2. 根节点是黑色的。
3. 每个叶子节点(NIL)都是黑色的。
4. 如果一个节点是红色的,那么它的两个子节点都是黑色的。
5. 对于每个节点,从该节点到其所有后代叶子节点的简单路径上,均包含相同数目的黑色节点。
`std::map` 使用红黑树来实现有序键值对的存储和访问。它按照键的大小进行排序,并且能够快速查找、插入和删除元素。红黑树的自平衡性质保证了这些操作的时间复杂度为 O(log n)。
在底层实现中,`std::map` 使用红黑树的节点来存储键值对,并使用指针进行连接。每个节点包含一个键、一个值和指向其子节点的指针。通过比较键的大小,可以在树中进行快速查找和插入。当插入或删除元素时,红黑树会自动进行平衡操作,以保持树的平衡性质。
总结起来,C++ 的 `std::map` 使用红黑树作为底层实现,通过自平衡的红黑树结构实现了高效的查找、插入和删除操作。
相关问题
c++ map实现原理
C++ STL中的map是一种关联式容器,底层也是使用红黑树(Red-Black Tree)来实现的。
map中的元素是一个键值对,插入和查找操作都是基于红黑树的查找和插入算法实现的。
插入操作:
1. 首先在红黑树中查找插入位置。
2. 将新元素插入到查找到的位置。
3. 根据红黑树的规则进行平衡调整,保证树的平衡性和性质。
查找操作:
1. 从根节点开始,比较查找键和当前节点的键的大小关系。
2. 如果查找键小于当前节点的键,继续在左子树中查找。
3. 如果查找键大于当前节点的键,继续在右子树中查找。
4. 如果查找键等于当前节点的键,返回该节点的值。
5. 如果查找到叶子节点仍未找到,返回end()。
通过红黑树的特性,map能够自动排序并根据键值去重。同时,红黑树的平衡性保证了map的查找、插入、删除操作的时间复杂度都为O(log n)。
map的键和值是一一对应的,因此每个节点存储的是一个键值对,通过键值对中的键来实现查找、插入、删除等操作。
c++中map的实现原理
C++ STL中的map是一种关联容器(Associative Container),它提供了一种键(key)到值(value)的映射关系。map底层的实现是基于红黑树(Red-Black Tree)的数据结构,红黑树是一种自平衡二叉查找树,每个节点上都有一个红色或黑色的标记,通过对节点的颜色和结构的调整,可以保证红黑树的高度不会超过log(N),其中N为节点数。
在map中,每个元素都是一个键值对(key-value pair),即一个key和与之对应的value。map中的元素按照key的大小自动排序,因此可以通过key快速查找、插入、删除元素。当然,也可以通过迭代器遍历map中的元素。
在实现map时,需要注意以下几点:
1. 对于map中的元素,key必须是唯一的,否则会覆盖已有的元素。
2. map中的元素是按照key自动排序的,因此需要对key进行比较操作,可通过重载operator<运算符实现。
3. 由于map是基于红黑树实现的,每个节点上都需要存储key、value、左右子节点、父节点以及颜色标记,因此占用内存空间较大,需要考虑内存使用效率问题。
总之,map是一种非常实用的数据结构,通过使用红黑树实现,可以高效地实现键值对的映射关系,提供了快速查找、插入、删除元素的功能。
相关推荐
![pdf](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083512.png)
![pdf](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083512.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![pdf](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083512.png)
![pdf](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083512.png)
![application/msword](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083327.png)
![application/msword](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083327.png)
![pdf](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083512.png)