C++STL—pair<int,int>与unordered_map的结合使用

本文介绍如何在C++中使用STL库的unordered_map容器,并自定义pair<int,int>作为键值类型。通过实现HashFunc和EqualKey结构体来解决哈希碰撞问题,实现对pair类型键值的有效存储。

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因为unordered_map内部是由哈希表实现的,哈希表中的每一项为一个桶,分别装着键和值,原stl中不包含pair<int,int>类型的键,所以需要自定义

#include <iostream>
#include <unordered_map>

// 分别计算出内置类型的 Hash Value 然后对它们进行 Combine 得到一个哈希值
// 一般直接采用移位加异或(XOR)得到哈希值
struct HashFunc
{
   
	template<typename T, typename U>
	size_t operator()(const std::pair<T, U>& p) const {
   
		return std::hash<T>()
### C++ 中 `unordered_map<int, int>` 的定义和用法 `unordered_map` 是 C++ STL 提供的一种关联容器,基于哈希表实现。它存储键值对(key-value pairs),并允许通过键快速访问对应的值。以下是关于 `unordered_map<int, int>` 的定义、初始化以及常见使用场景的详细介绍。 #### 1. 定义 `unordered_map` 属于头文件 `<unordered_map>`,其基本形式如下: ```cpp std::unordered_map<KeyType, ValueType> ``` 其中: - **KeyType**: 键的类型,在此例子中为 `int`。 - **ValueType**: 值的类型,在此例子中也为 `int`。 因此,`unordered_map<int, int>` 表示一个以整数作为键和值的映射关系[^1]。 #### 2. 初始化方式 `unordered_map` 可以通过多种方式进行初始化: ##### (1)默认构造函数 创建一个空的 `unordered_map` 对象。 ```cpp #include <iostream> #include <unordered_map> using namespace std; int main() { unordered_map<int, int> hash; return 0; } ``` ##### (2)插入元素 可以通过 `operator[]` 或者 `insert()` 方法来插入数据。 ```cpp hash[key] = value; // 使用 operator[] hash.insert({key, value}); // 使用 insert() ``` 例如: ```cpp unordered_map<int, int> hash; for (int i = 0; i < 10; i++) { hash[i]++; } // 输出结果:1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 for (int i = 0; i < 10; i++) { cout << hash[i] << " "; } cout << endl; ``` 上述代码展示了如何利用循环向 `unordered_map` 插入数据,并打印每个键对应的价值。 ##### (3)范围初始化 可以使用一对迭代器来初始化 `unordered_map`。 ```cpp vector<pair<int, int>> vec = {{1, 1}, {2, 2}, {3, 3}}; unordered_map<int, int> hash(vec.begin(), vec.end()); ``` #### 3. 使用场景 `unordered_map` 主要用于需要频繁查找、插入和删除操作的场景,因为它的平均时间复杂度为 O(1),适合处理大规模数据集中的键值查询问题。 常见的应用场景包括但不限于以下几种: - 统计频率:统计字符串或数字出现的次数。 - 缓存机制:缓存计算结果以便后续重复调用时提高效率。 - 图算法:表示图结构中的邻接表或其他属性。 #### 4. 注意事项 当尝试定义复杂的键类型(如自定义类或者标准库中的某些复合类型)时,需要注意该类型的可哈希性和比较规则。如果未提供合适的哈希函数,则可能导致编译错误,例如提到的隐式删除默认构造函数的情况[^2]。 另外值得注意的是,尽管 `unordered_map` 和其他容器共享许多相似的操作接口,但它不支持有序遍历。这意味着无法按照特定顺序访问内部元素,除非先将其转换到另一个支持排序的数据结构上再进行处理[^3]。 --- ### 示例程序 下面给出一段完整的示例代码展示如何使用 `unordered_map<int, int>` 来解决实际问题——统计一组随机整数各自出现的频次。 ```cpp #include <iostream> #include <unordered_map> #include <vector> #include <cstdlib> #include <ctime> using namespace std; int main() { srand(time(nullptr)); vector<int> nums(20); // 随机生成一些测试数据 for(auto& num : nums){ num = rand()%10 + 1; } unordered_map<int, int> freqMap; for(const auto& num : nums){ freqMap[num]++; } // 打印原始数组及其频率分布情况 cout<<"Original Array:"<<endl; for(const auto& num : nums){ cout<<num<<" "; } cout<<"\nFrequency Distribution:"<<endl; for(const auto &[k,v] : freqMap){ cout<<k<<":"<<v<<", "; } return 0; } ```
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