[C++基础知识] unordered_map容器

本文详细介绍了 C++ STL 中的 unordered_map 容器,包括其模板定义及如何使用该容器来存储键值对。通过示例展示了如何创建、添加元素以及遍历 unordered_map 容器。

0. 容器模板定义

unordered_map 容器模板的定义如下所示:
template < class Key,                        //键值对中键的类型
           class T,                          //键值对中值的类型
           class Hash = hash<Key>,           //容器内部存储键值对所用的哈希函数
           class Pred = equal_to<Key>,       //判断各个键值对键相同的规则
           class Alloc = allocator< pair<const Key,T> >  // 指定分配器对象的类型
           > class unordered_map;

unordered_map容器里面的键值对是无序的,容器底层采用的是哈希表存储结构,该结构本身不具有对数据的排序功能,所以此容器内部不会自行对存储的键值对进行排序。这个里面有五个参数,必须显式的给前两个参数赋值。

1. 举例

#include <iostream>
#include <string>
#include <unordered_map>
using namespace std;
int main()
{
    //创建空 umap 容器
    unordered_map<string, int> umap;
    //向 umap 容器添加新键值对
    umap.emplace("张三", 100);
    umap.emplace("赵四", 95);
    umap.emplace("王五", 99);
    //输出 umap 存储键值对的数量
    cout << "umap size = " << umap.size() << endl;
    cout << "我们班级数学考试前三名如下: " << endl;
    //使用迭代器输出 umap 容器存储的所有键值对
    for (auto iter = umap.begin(); iter != umap.end(); ++iter) {
        cout << iter->first << " " << iter->second << endl;
    }
    return 0;
}

console运行结果如下:

在这里插入图片描述

2. 再举例

#include <iostream>
#include <string>
#include <unordered_map>
using namespace std;
int main()
{
    //创建空 umap 容器
    unordered_map<string, string> umap;
    //向 umap 容器添加新键值对
    umap.emplace("张三", "34岁");
    umap.emplace("赵四", "37岁");
    umap.emplace("王五","47岁");
    //输出 umap 存储键值对的数量
    cout << "umap size = " << umap.size() << endl;
    cout << "桃园三结义的兄弟,各岁数如下: " << endl;
    //使用迭代器输出 umap 容器存储的所有键值对
    for (auto iter = umap.begin(); iter != umap.end(); ++iter) {
        cout << iter->first << " " << iter->second << endl;
    }
    return 0;
}

在这里插入图片描述

参考链接: http://c.biancheng.net/view/7231.html

<think>首先,用户的问题是:“我想在C++中使用unordered_map时,如何判断某个键是否存在”。所以,我需要提供一个清晰的、结构化的回答,使用中文。 系统级指令: - 所有行内数学表达式必须用 $...$,但这里可能不需要数学表达式,因为问题涉及C++代码。 - 独立公式用 $$...$$,但同样,可能不适用。 - LaTeX语法正确。 - 使用中文回答。 - 生成相关问题。 - 在回答中引用的段落末尾添加引用标识,如 [^1]。 用户可见层: - 回答结构清晰,帮助用户逐步解决问题。 - 保证回答真实可靠。 参考站内引用: - 引用[1]:建议使用标准C++的无序关联容器,如unordered_map,而不是自己实现。 - 引用[2]:展示了unordered_map的clear方法实现。 - 引用[3]:关于缓存的文章目录。 用户的问题是关于如何检查unordered_map中键是否存在。所以,我需要基于标准C++知识来回答。 关键点: - 在C++中,unordered_map是哈希表实现。 - 检查键是否存在的方法:使用find方法或count方法。 步骤: 1. 解释unordered_map的基本概念。 2. 描述如何检查键是否存在。 - 使用find方法:如果find返回end()迭代器,则键不存在;否则,存在。 - 使用count方法:count返回0或1,因为键唯一。 - 在C++20及以上,可以使用contains方法。 3. 提供代码示例。 4. 确保代码正确,使用C++标准语法。 生成相关问题: - 在回答后,添加几个相关问题,如示例中的“相关问题”部分。 回答结构: - 开头简要介绍。 - 逐步解释方法。 - 代码示例。 - 结尾总结。 - 然后“相关问题”。 引用站内内容: - 在回答中,如果提到参考内容,添加引用标识。例如,如果提到引用[1]的建议,就加 [^1]。 但用户提供的引用中,引用[1]建议使用标准容器,这与问题相关。引用[2]是具体实现,可能不需要直接引用。引用[3]是关于缓存的,不直接相关。 所以,在回答中,我可以提到: - 根据引用[1],建议使用标准unordered_map。 - 然后解释方法。 完整回答大纲: 1. 介绍:unordered_mapC++标准库中的哈希表容器,用于存储键值对。 2. 检查键存在的方法: - 方法1:使用find()函数。 - 解释:调用find(key),如果返回的迭代器不等于end(),则键存在。 - 代码示例。 - 方法2:使用count()函数。 - 解释:count(key) 返回1如果键存在,0否则。 - 代码示例。 - 方法3(C++20起):使用contains()函数。 - 解释:contains(key) 返回bool。 - 代码示例。 3. 推荐方法:如果使用C++20或以上,优先使用contains(),因为它更直观。 4. 注意事项:避免使用operator[]来检查存在,因为它会插入键(如果不存在)。 5. 代码示例:用中文注释。 6. 相关问题。 代码格式: - 在回答中,代码块应该用```标记,如示例中所示。 相关问题生成: - 基于主题,生成2-3个相关问题。 - 例如: 1. unordered_map的底层实现原理是什么? 2. 如何优化unordered_map的性能? 3. unordered_mapmap有什么区别? 添加引用: - 在提到参考内容时添加。例如,在介绍时可以说“如引用[1]所述,建议使用标准容器”。 最终回答结构: - 标题:如何检查C++ unordered_map中键是否存在 - 正文: - 介绍unordered_map。 - 方法一:find() - 方法二:count() - 方法三:contains() - 注意事项。 - 代码示例。 - 相关问题。</think>### 如何检查C++ unordered_map中键是否存在 在C++中,`std::unordered_map` 是一种基于哈希表的关联容器,用于存储键值对(key-value pairs)。判断某个键(key)是否存在是常见操作,以下是几种标准方法。根据引用[1],建议优先使用C++标准库提供的无序关联容器(如 `unordered_map`),而不是自己实现哈希表,以确保代码的效率和可靠性[^1]。 #### 方法1: 使用 `find()` 函数(兼容所有C++版本) - **原理**:`find(key)` 返回一个迭代器。如果键存在,迭代器指向该键值对;如果不存在,迭代器等于 `end()`。 - **步骤**: 1. 调用 `find(key)` 获取迭代器。 2. 比较迭代器是否不等于 `end()`。 - **优点**:高效,时间复杂度为平均 $O(1)$(最坏 $O(n)$)。 - **代码示例**: ```cpp #include <iostream> #include <unordered_map> #include <string> int main() { std::unordered_map<std::string, int> myMap = {{"apple", 5}, {"banana", 3}}; std::string key = "apple"; // 检查键是否存在 if (myMap.find(key) != myMap.end()) { std::cout << "键 \"" << key << "\" 存在,值为: " << myMap[key] << std::endl; } else { std::cout << "键 \"" << key << "\" 不存在" << std::endl; } return 0; } ``` - **输出**:`键 "apple" 存在,值为: 5` #### 方法2: 使用 `count()` 函数(兼容所有C++版本) - **原理**:`count(key)` 返回键的出现次数。由于 `unordered_map` 键唯一,返回值是0(不存在)或1(存在)。 - **步骤**: 1. 调用 `count(key)`。 2. 检查返回值是否大于0。 - **优点**:代码简洁,适用于快速检查。 - **代码示例**: ```cpp #include <iostream> #include <unordered_map> #include <string> int main() { std::unordered_map<std::string, int> myMap = {{"apple", 5}, {"banana", 3}}; std::string key = "orange"; if (myMap.count(key) > 0) { std::cout << "键 \"" << key << "\" 存在" << std::endl; } else { std::cout << "键 \"" << key << "\" 不存在" << std::endl; // 输出此行 } return 0; } ``` - **输出**:`键 "orange" 不存在` #### 方法3: 使用 `contains()` 函数(C++20及以上版本) - **原理**:C++20引入了 `contains(key)` 成员函数,直接返回布尔值(`true` 表示存在,`false` 表示不存在)。 - **步骤**: 1. 调用 `contains(key)`。 2. 根据返回值判断。 - **优点**:语法最直观,推荐在新项目中使用。 - **代码示例**: ```cpp #include <iostream> #include <unordered_map> #include <string> int main() { std::unordered_map<std::string, int> myMap = {{"apple", 5}, {"banana", 3}}; std::string key = "banana"; if (myMap.contains(key)) { std::cout << "键 \"" << key << "\" 存在" << std::endl; // 输出此行 } else { std::cout << "键 \"" << key << "\" 不存在" << std::endl; } return 0; } ``` - **输出**:`键 "banana" 存在` #### 注意事项 - **避免使用 `operator[]` 检查存在性**:`myMap[key]` 会在键不存在时自动插入该键(值初始化为默认值),可能导致意外行为。例如: ```cpp if (myMap[key] != 0) { ... } // 错误!如果key不存在,会插入新键值对(key, 0) ``` - **性能考虑**:所有方法平均时间复杂度为 $O(1)$,但哈希冲突时可能退化到 $O(n)$。引用[2]展示了 `unordered_map` 的底层实现细节(如 `clear()` 方法),优化哈希函数可减少冲突[^2]。 - **兼容性**:如果使用C++11/14/17,优先选 `find()` 或 `count()`;C++20+ 优先选 `contains()`。 通过以上方法,您可以安全高效地检查键是否存在。实际应用中,如引用[3]提到的缓存场景(如键值缓存),这些操作是基础[^3]。
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