unordered_map和unordered_set的使⽤

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#算法

1. unordered_set系列的使⽤

1.1 unordered_set和unordered_multiset参考⽂档

https://legacy.cplusplus.com/reference/unordered_set/

1.2 unordered_set类的介绍

• unordered_set的声明如下，Key就是unordered_set底层关键字的类型。

• unordered_set默认 要求Key⽀持转换为整形 ，如果不⽀持或者想按⾃⼰的需求⾛可以⾃⾏实现⽀

持将Key转成整形的仿函数传给第⼆个模板参数。

• unordered_set默认 要求Key⽀持⽐较相等 ，如果不⽀持或者想按⾃⼰的需求⾛可以⾃⾏实现⽀持

将Key⽐较相等的仿函数传给第三个模板参数。

• unordered_set底层存储数据的内存是从空间配置器申请的，如果需要可以⾃⼰实现内存池，传给

第四个参数。

• ⼀般情况下，我们都不需要传后三个模板参数。

• unordered_set底层是⽤哈希桶实现， 增删查平均效率是O(1) ，迭代器遍历不再有序，为了跟set

区分，所以取名unordered_set。

• 前⾯部分我们已经学习了set容器的使⽤，set和unordered_set的功能⾼度相似，只是底层结构不

同，有⼀些性能和使⽤的差异，这⾥我们只讲他们的差异部分。

1.3 unordered_set和set的使⽤差异

• 查看⽂档我们会发现unordered_set的⽀持增删查且跟set的使⽤⼀模⼀样，关于使用我们这⾥就不再赘述和演示了。

• unordered_set和set的第⼀个差异是对key的要求不同，set要求Key⽀持⼩于⽐较，但是

unordered_set要求Key⽀持转成整形且⽀持等于⽐较，要理解unordered_set的这个两点要求得

后续我们结合哈希表底层实现才能真正理解，也就是说这本质是哈希表的要求。

• unordered_set和set的第⼆个差异是迭代器的差异，set的iterator是双向迭代器，unordered_set 是单向迭代器，其次set底层是红⿊树，红⿊树是⼆叉搜索树，⾛中序遍历是有序的，所以set迭代器遍历是有序+去重。⽽unordered_set底层是哈希表，迭代器遍历是⽆序+去重。

• unordered_set和set的第三个差异是性能的差异，整体而言⼤多数场景下，unordered_set的增删

查改更快⼀些，因为红黑树增删查改效率是O ( logN)，而哈希表增删查平均效率是O (1)，具体可以参看下面代码的演示的对比差异。

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1

#include<iostream>
#include<set>
#include<unordered_set>

using namespace std;

void test_set1()
{
	unordered_set<int> s = { 3,1,6,7,8,2,1,1,5,6,7,6 };
	unordered_set<int>::iterator it = s.begin();
	while (it != s.end())
	{
		cout << *it << " ";
		++it;
	}
	cout << endl;
}

void test_set2()
{
	const size_t N = 10000000;
	unordered_set<int> us;
	set<int> s;
	vector<int> v;
	v.reserve(N);
	srand(time(0));
	for (size_t i = 0; i < N; ++i)
	{
		//v.push_back(rand()); // N比较大时，重复值比较多
		//v.push_back(rand() + i); // 重复值相对少
		v.push_back(i); // 没有重复，有序
	}

	size_t begin1 = clock();
	for (auto e : v)
	{
		s.insert(e);
	}
	size_t end1 = clock();
	cout << "set insert:" << end1 - begin1 << endl;

	size_t begin2 = clock();
	us.reserve(N);
	for (auto e : v)
	{
		us.insert(e);
	}
	size_t end2 = clock();
	cout << "unordered_set insert:" << end2 - begin2 << endl;

	cout << "插入数据个数：" << s.size() << endl;
	cout << "插入数据个数：" << us.size() << endl << endl;

	int m1 = 0;
	size_t begin3 = clock();
	for (auto e : v)
	{
		auto ret = s.find(e);
		if (ret != s.end())
		{
			++m1;
		}
	}
	size_t end3 = clock();
	cout << "set find:" << end3 - begin3 << "->" << m1 << endl;

	int m2 = 0;
	size_t begin4 = clock();
	for (auto e : v)
	{
		auto ret = us.find(e);
		if (ret != us.end())
		{
			++m2;
		}
	}
	size_t end4 = clock();
	cout << "unorered_set find:" << end4 - begin4 << "->" << m2 << endl;

	size_t begin5 = clock();
	for (auto e : v)
	{
		s.erase(e);
	}
	size_t end5 = clock();
	cout << "set erase:" << end5 - begin5 << endl;
	size_t begin6 = clock();

	for (auto e : v)
	{
		us.erase(e);
	}
	size_t end6 = clock();
	cout << "unordered_set erase:" << end6 - begin6 << endl << endl;
}

int main()
{
	test_set2();
	return 0;
}

1.4 unordered_map和map的使⽤差异

• 查看⽂档我们会发现unordered_map的⽀持增删查改且跟map的使⽤⼀模⼀样，关于使用我们这

⾥就不再赘述和演示了。

• unordered_map和map的第⼀个差异是对key的要求不同， map要求Key⽀持⼩于⽐较 ，⽽

unordered_map 要求Key⽀持转成整形且⽀持等于⽐较 ，要理解unordered_map的这个两点要求

得后续我们结合哈希表底层实现才能真正理解，也就是说这本质是哈希表的要求。

• unordered_map和map的第⼆个差异是迭代器的差异，map的iterator是双向迭代器，

unordered_map是单向迭代器，其次map底层是红⿊树，红⿊树是⼆叉搜索树，⾛中序遍历是有

序的，所以map迭代器遍历是Key有序+去重。⽽unordered_map底层是哈希表，迭代器遍历是

Key⽆序+去重。

• unordered_map和map的第三个差异是性能的差异，整体⽽⾔⼤多数场景下，unordered_map的

增删查改更快⼀些，因为红⿊树增删查改效率是O ( logN )，⽽哈希表增删查平均效率是O(1 )。

pair<iterator,bool> insert ( const value_type& val );
size_type erase ( const key_type& k );
iterator find ( const key_type& k );
mapped_type& operator[] ( const key_type& k );