【C++】unordered_set和unordered_map_unorderedmap可以重复吗-优快云博客

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unordered_set、unordered_map、unordered_multiset和unordered_multimap都是C++11才出来的，它们的底层都是哈希桶，所以学习本篇内容前，建议大家先看一下这篇文章 -> 【C++】哈希

unordered_set、unordered_map和unordered_multiset和unordered_multimap的差异就是前者不可以存储相同数据，后者可以存储相同数据，这里的数据指的是Key。

一、unordered_set

学完哈希，我们现在看这些模板参数就非常清晰了，Key就是我们存储数据的类型；Hash就是仿函数，这个仿函数用来将Key转换为无符号整型，因为只有保证Key是无符号整型，才能确保Key有映射位置；Pred也是一个仿函数，这个仿函数用来支持Key比较相等(==)运算，Key的类型必须需要支持比较，这样才能正确查找到正确的位置。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，我们在使用时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。

二、unordered_set和set的使用差异

了解使用差异前，我们要知道unordered_set底层是哈希桶，set的底层是红黑树。

unordered_set的支持增删查(insert、erase、find)且跟set的使用方式一模一样。

//常用的接口
pair<iterator,bool> insert ( const value_type& val );
size_type erase ( const key_type& k );
iterator find ( const key_type& k );

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，而unordered_set要求Key支持转成整形且支持等于比较。

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(支持++，--)，unordered_set的iterator是单向迭代器(只支持++)，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底层是哈希桶，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：

#include<unordered_set>
#include<unordered_map>
#include<set>
#include<iostream>
using namespace std;
void test1()
{
	const size_t N = 1000000; //100w个数据

	unordered_set<int> us;
	set<int> s;

	vector<int> v;
	v.reserve(N);
	srand((unsigned)time(0));
	for (size_t i = 0; i < N; ++i)
	{
		//插入100w个数据
		//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 << "--------------------------------------" << 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;

	cout << "--------------------------------------" << endl;

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

	cout << "--------------------------------------" << 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()
{
	test1();
	return 0;
}

运行结果：

由于哈希桶这种特殊的结构使得unordered_set的insert、find、erase全方面碾压set，set虽然效率也不差但是在unordered_set面前还是抬不起头的。所以我们平时如果能用unordered_set就不用set(前提是你要知道它们两个的区别)。

三、unordered_map

unordered_map的各个参数模板和unordered_set差不多一样，只不过多了一个T，因为unordered_map中的数据类型是pair，所以Key是pair的第一个模板参数，T是pair的第二个模板参数，也就是key/value搜索场景下的value。unordered_map的其它模板参数的作用和unordered_set一模一样，这里就不赘述了。

四、unordered_map和map的使用差异

了解使用差异前，我们要知道unordered_map底层是哈希桶，map的底层是红黑树。

unordered_map的支持增删查改(insert、erase、find)且跟map的使用方式⼀模⼀样。

//常用的接口
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 );

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。

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(支持++，--)，
unordered_map是单向迭代器(只支持++)，其次map底层是红黑树，红黑树树是⼆叉搜索树，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) ，
具体可以参看下面代码的演示的对比差异：

void test2()
{
	const size_t N = 1000000; //100w个数据

	unordered_map<int, int> um;
	map<int, int> m;

	vector<int> v;
	v.reserve(N);
	srand((unsigned)time(0));
	for (size_t i = 0; i < N; ++i)
	{
		//插入100w个数据
		//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)
		m.insert({ e,e });
	size_t end1 = clock();
	cout << "map insert:" << end1 - begin1 << endl;

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

	cout << "--------------------------------------" << endl;

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

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

	cout << "--------------------------------------" << endl;

	cout << "插入数据个数：" << m.size() << endl;
	cout << "插入数据个数：" << um.size() << endl;

	cout << "--------------------------------------" << endl;

	size_t begin5 = clock();
	for (auto e : v)
		m.erase(e);
	size_t end5 = clock();
	cout << "map erase:" << end5 - begin5 << endl;

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

int main()
{
	test2();
	return 0;
}

运行结果：