一、map
map内部实现了一个 红黑树(红黑树是非严格平衡二叉搜索树,而AVL是严格平衡二叉搜索树), 红黑树具有自动排序的功能,因此map内部的所有元素都是有序的。map中的元素是按照二叉搜索树(特点是 左 < 根 < 右 )存储的,使用中序遍历可将键值按照从小到大遍历出来。
优点:有序性,这是map结构最大的优点,内部实现的红黑树使得map的很多操作在O(logN)的时间复杂度下就可以实现,因此效率非常的高。
缺点:空间占用率高,因为map内部实现了红黑树,虽然提高了运行效率(低于unorder_map),但是因为每一个节点都需要额外保存父节点、孩子节点和红/黑性质,使得每一个节点都占用大量的空间(但占用的内存比unorder_map低)
适用:对于数据存储有顺序要求的问题,常用map
map是基于RBT(红黑树)的,因此元素是有序存储的(默认按 键 的 升序排列)。
二、unordered_map
unordered_map内部实现了一个 哈希表(也叫散列表,通过把关键码值映射到Hash表中一个位置来访问记录,查找的时间复杂度可达到O(1),其在海量数据处理中有着广泛应用)。因此, 其元素的排列顺序是无序的。
优点: 因为内部实现了哈希表,因此其查找速度非常的快(运行效率快于map)
缺点: 哈希表的建立比较耗费时间(unorder_map占用的内存比map要高)
适用:对于查找问题,unordered_map会更加高效一些
unordered_map 是基于hash表的,因此元素是无序存储的。
三、set
set实现了红黑树的平衡二叉检索树的数据结构,插入元素时,它会自动调整二叉树的排列,把元素放到适当的位置,以保证每个子树根节点键值大于左子树所有节点的键值,小于右子树所有节点的键值;另外,还得保证根节点左子树的高度与右子树高度相等。在set中每个元素的值都唯一,而且系统能根据元素的值自动进行排序。平衡二叉检索树使用中序遍历算法,检索效率高于vector、deque和list等容器,另外使用中序遍历可将键值按照从小到大遍历出来。
set 是基于RBT的,因此元素是顺序存储的(默认按 键值 升序排列)。
四、unordered_set
unordered_set的内部实现了一个 哈希表,因此, 其元素的排列顺序是无序的。
unordered_set 是基于hash表的,因此元素是无序存储的( 不按键值 升序排列)。
五、总结
| 数据结构 | map | unordered_map | set | unordered_set |
| 底层实现 | 红黑树 | hash表 | 红黑树 | hash表 |
| 元素格式 | key+value | key+value | key | key |
| 存储规律 | 键升序 | 无序 | 键升序 | 无序 |
| 元素重复 | 键不可,值可 | 键不可,值可 | 不可重复 | 不可重复 |
| 头文件 | #include<map> | #include<unordered_map> | #include<set> | #include<unordered_set> |
本文介绍了C++中的四种容器——map、unordered_map、set和unordered_set。map和set基于红黑树,提供有序存储,前者用于键值对,后者用于唯一元素。unordered_map和unordered_set利用哈希表实现无序存储,查找速度快但可能占用更多空间。各容器适用于不同的场景,如map适合有序数据,unordered_map适合快速查找,set保持元素排序,unordered_set则无序存储。





