std::unordered_map 查询时间复杂度
C++ 中的 std::unordered_map 是基于哈希表实现的,因此查询一个元素的时间复杂度通常是 O(1),即常数时间复杂度。但是,在最坏情况下,所有的元素都会被哈希到同一个桶里,此时查询一个元素的时间复杂度会退化为 O(n),其中 n 是 std::unordered_map 中元素的个数。因此,std::unordered_map 的查询时间复杂度是具有不确定性的,但是在平均情况下,查询一个元素的时间复杂度是比较优秀的。需要注意的是,std::unordered_map 在性能上通常比 std::map 更优秀,但是其元素的顺序不是按照插入顺序或者键值的大小排序的。
std::unordered_map如何插入和查询
std::unordered_map
是C++标准库中的关联容器,用于存储键值对,其特点是查找速度快(平均时间复杂度为O(1)),但插入和删除的时间复杂度为O(1)到O(n)之间,取决于哈希表的装载因子。下面是插入和查询的基本步骤:
插入(Insertion):
- 创建一个
std::unordered_map
实例,例如:std::unordered_map<std::string, int> myMap;
- 使用
insert
或emplace
方法添加元素。insert
接受一个键值对作为参数,如果键已经存在,将替换旧的值;emplace
则可以在构造时直接在内部创建新元素,不检查键是否存在:- 插入已存在的键值对:
myMap.insert({"key", value});
- 使用
emplace
根据键新建元素:myMap.emplace("key", value);
- 插入已存在的键值对:
- 创建一个
查询(Querying):
- 通过键来获取对应的值,可以使用
find
方法:auto it = myMap.find("key"); if (it != myMap.end()) { int val = it->second; // 如果找到,则val就是对应键的值 } else { std::cout << "Key not found." << std::endl; }
- 如果不确定键是否存在于映射中,也可以使用
count
方法检查键的数量,equal_range
方法返回一个包含所有匹配键的范围。
- 通过键来获取对应的值,可以使用
需要注意的是,为了保持良好的性能,std::unordered_map
依赖于哈希函数,所以键必须具有可哈希性。如果键类型不支持默认的哈希函数,你需要提供一个自定义的hash函数和等价操作符重载。
std::unordered_map 和map的差异
std::map和std::unordered_map都是C++ STL中的关联容器,它们都提供了类似于字典的key-value存储功能,但是它们的实现方式有所不同。
std::map是基于红黑树的实现,它的元素会按照key进行排序。因此,在std::map中查找元素的时间复杂度是O(logN)。由于其内部实现是红黑树,因此它的空间占用相对较大。std::map适合需要有序存储的场景。
std::unordered_map则是基于哈希表的实现,它不会对元素进行排序。查找元素时,它会根据key计算哈希值,并通过哈希值快速定位元素位置,因此查找元素的时间复杂度是O(1)。但是,哈希表需要额外的空间来存储哈希表本身,因此它的空间占用相对较小。std::unordered_map适合需要快速查找元素的场景。
需要注意的是,在使用std::unordered_map时,需要保证元素类型可以进行哈希运算,否则需要自定义哈希函数。
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