set和unordered_set区别以及适用情况

本文探讨了在不同场景下选择使用set或unordered_set的原因,分析了搜索、插入和删除操作在平衡二叉搜索树(BST)与哈希表中的时间复杂度差异,以及BST在有序遍历和范围查询方面的优势。

在这里插入图片描述

何时使用set:
  1. 我们需要有序的数据。
  2. 我们将不得不打印/访问数据(按排序顺序)。
  3. 我们需要元素的前任/后继。
  4. 由于set是有序的,因此我们可以在set元素上使用binary_search(),lower_bound()和upper_bound()之类的函数。这些函数不能在unordered_set()上使用。
在以下情况下使用unordered_set
  1. 我们需要保留一组不同的元素,并且不需要排序。
  2. 我们需要单元素访问,即无遍历。

另外,这几个方面

  1. Search
  2. Insert
  3. Delete
    BST的时间复杂度都是O(Logn),但是哈希表可以达到O(1),似乎在常见操作中我们都可以使用哈希表,那么什么时候用BST呢?
    这里有几个点很重要:
  1. 只需执行BST的有序遍历,就可以按排序顺序获得所有键。这不是哈希表中的常规操作,需要额外的方法。
  2. 这样做为了统计,查找最接近更低和更高的元素,BST做范围查询是容易做到。像排序一样,这些操作对于哈希表也不是常规的操作。
  3. 与散列相比,BST易于实现,我们可以轻松实现自己的自定义BST。为了实现散列,我们通常依赖于编程语言提供的库。
  4. 使用自平衡BST,可以保证所有操作都可以在O(Logn)时间内进行。但是使用散列时,Θ(1)是平均时间,某些特定操作可能会很昂贵,尤其是在调整表大小时。
在C++中,unordered_set unordered_map 都是基于哈希表实现的无序关联容器,它们之间的主要区别在于存储的数据类型使用的场景,具体区别如下: 1. **键值对 vs. 单一值**:unordered_set 存储单一值,每个元素独一无二;而 unordered_map 存储键值对,键具有唯一性,通过键来访问对应的值。例如,若要存储一系列不重复的整数,可使用 unordered_set;若要存储学生姓名对应成绩,就需要 unordered_map,其中姓名为键,成绩为值 [^1]。 2. **查找方式**:由于存储结构不同,查找方式也有差异。unordered_set 直接查找元素是否存在;unordered_map 则通过键查找对应的值。示例代码如下: ```cpp #include <iostream> #include <unordered_set> #include <unordered_map> int main() { // unordered_set示例 std::unordered_set<int> mySet = {1, 2, 3, 4, 5}; auto setIt = mySet.find(3); if (setIt != mySet.end()) { std::cout << "unordered_set中找到了元素3" << std::endl; } // unordered_map示例 std::unordered_map<std::string, int> myMap = {{"apple", 1}, {"banana", 2}, {"cherry", 3}}; auto mapIt = myMap.find("banana"); if (mapIt != myMap.end()) { std::cout << "unordered_map中找到了键banana,对应的值是: " << mapIt->second << std::endl; } return 0; } ``` 3. **使用场景**:当只需要判断元素是否存在,不需要关联其他信息时,unordered_set 是更好的选择;而当需要存储元素并且要关联额外信息时,unordered_map 更合适。例如,在处理单词去重时,用 unordered_set 存储单词;在统计单词出现次数时,用 unordered_map,键为单词,值为出现次数 [^1]。
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