unordered_map 与 unordered_set 的使用

unordered_map

unordered_map 的介绍文档

unordered_map 的介绍文档：来自cpluscplus.com 的中文翻译

  1. unordered_map是存储<key, value>键值对的关联式容器，其允许通过keys快速的索引到与
    其对应的value。
  2. 在unordered_map中，键值通常用于惟一地标识元素，而映射值是一个对象，其内容与此
    键关联。键和映射值的类型可能不同。
  3. 在内部,unordered_map没有对<kye, value>按照任何特定的顺序排序, 为了能在常数范围内
    找到key所对应的value，unordered_map将相同哈希值的键值对放在相同的桶中。
  4. unordered_map容器通过key访问单个元素要比map快，但它通常在遍历元素子集的范围迭
    代方面效率较低。
  5. unordered_maps实现了直接访问操作符(operator[])，它允许使用key作为参数直接访问
    value。
  6. 它的迭代器至少是前向迭代器。

unordered_map 是 C++11 的语法，C++98 是没有 unordered_map 的

构造函数

unordered_map 存储的数据是：key-value 的结构，因此实例化 unordered_map 需要传入两个模板参数。unordered-map 的底层数据结构是哈希表。unordered_map 数据 key-value 形式的存储你可以理解为哈希表存储了一个 pair 。传入的第一个模板参数就是 pair 的 first，传入的第二个模板参数就是 pair 的 second。

  • unordered_map 可以无参构造，这是在做算法题用的比较多的。
  • unordered_map 可以使用 initializer_list 来初始化。initializer_list 是 C++11 的语法。
#include<iostream>
#include<unordered_map>
using namespace std;int main()
{unordered_map<int, int> hash1; //这是无参构造unordered_map<int, int> hash2({{1,1}, {2,2}, {3,3}}); //这是使用initializer_list来构造return 0;
}

bool empty() const

这个函数用来判断哈希表是否为空，为空返回 true；否则返回 false。

#include<iostream>
#include<unordered_map>
using namespace std;int main()
{unordered_map<int, int> hash1; //这是无参构造unordered_map<int, int> hash2({{1,1}, {2,2}, {3,3}}); //这是使用initializer_list来构造cout << hash1.empty() << endl; //输出：1cout << hash2.empty() << endl; //输出：0return 0;
}

size_t size() const

这个函数用来获取哈希表中有效元素的个数。

#include<iostream>
#include<unordered_map>
using namespace std;int main()
{unordered_map<int, int> hash1; //这是无参构造unordered_map<int, int> hash2({{1,1}, {2,2}, {3,3}}); //这是使用initializer_list来构造cout << hash1.size() << endl; //输出：1cout << hash2.size() << endl; //输出：3return 0;
}

迭代器

  • begin：返回哈希表中第一个元素的位置对应的迭代器。
  • end：返回的迭代器并不指向任何元素，而是指向容器中最后一个元素之后的位置。因此，返回的值不应被取消引用。
    有了 begin 和 end 迭代器，我们就可以遍历 unordered_map 了。
#include<iostream>
#include<unordered_map>
using namespace std;int main()
{unordered_map<int, int> hash2({{10,10}, {20,20}, {30,30}}); //这是使用initializer_list来构造auto it = hash2.begin();while(it != hash2.end()){cout << it->first << " " << it->second << endl;++it;}return 0;
}

在这里插入图片描述
我们看到最后遍历得到的结果与插入的顺序并不相同。这也证明了 unordered_map 是一个无序容器。仅仅存储一个 key-value 的数据。

const V& operator[](const K& key)

这个函数和 map 的 operator[] 很像。
如果 key 与容器中某个元素的键相匹配，函数会返回其映射值(value)的引用。

如果 key 与容器中任何元素的键不匹配，函数将插入一个具有该键的新元素，并返回其映射值的引用。请注意，即使没有为元素分配映射值（元素是使用默认构造函数构造的），容器的大小也会增加一个。

#include<iostream>
#include<unordered_map>
using namespace std;int main()
{unordered_map<int, int> hash2({{10,10}, {20,20}, {30,30}}); //这是使用initializer_list来构造cout << hash2[10] << endl; //输出：10hash2[40]; // 使用 operator[] 访问key为 40 的元素，但是不存在，会插入一个 key 为 40 的元素，value我们没有指定，那么会调用 value 类型的默认构造函数：int() 作为 40 这个 key 值的 value 值cout << hash2[40] << endl; //输出：0return 0;
}

iterator find(const K& key)

在 unordered_map 中查找 key，如果查找成功返回该位置对应的迭代器，如果查找失败，那么返回 unordered_map::end ，就是 end 迭代器。
下面的代码中，我们使用 find 查找一个元素，通过得到的迭代器访问他的 value。

#include<iostream>
#include<unordered_map>
using namespace std;int main()
{unordered_map<int, int> hash2({{10,10}, {20,20}, {30,30}}); //这是使用initializer_list来构造auto it = hash2.find(10);if(it == hash2.end()) cout << "此元素不存在" << endl;else cout << it->second << endl; //输出：10return 0;
}

size_t count(const K& key) const

搜索容器中键为 key 的元素，并返回找到的元素个数。由于 unordered_map 容器不允许键重复，这意味着如果容器中存在键为 key 的元素，函数实际返回 1，否则返回 0。

#include<iostream>
#include<unordered_map>
using namespace std;int main()
{unordered_map<int, int> hash2({{10,10}, {20,20}, {30,30}}); //这是使用initializer_list来构造cout << hash2.count(10) << endl; //输出：1cout << hash2.count(40) << endl; //输出：0return 0;
}

pair<iterator, bool> insert ( const pair<K, V>& kv )

这个函数和 map 的 insert 完全一样。
你可以向 unordered_map 中插入一个键值对。
函数返回一个 pair 对象，其第一个元素是一个迭代器，指向容器中新插入的元素或键等价的元素，另一个 bool 值表示该元素是否插入成功。

#include<iostream>
#include<unordered_map>
using namespace std;int main()
{unordered_map<int, int> hash2({{10,10}, {20,20}, {30,30}}); //这是使用initializer_list来构造pair<unordered_map<int, int>::iterator, bool> ret1 = hash2.insert(make_pair(40, 40));cout << "插入成功与否：" << ret1.second << endl; //插入成功，ret1.second 为 1pair<unordered_map<int, int>::iterator, bool> ret2 = hash2.insert(make_pair(30, 0));cout << ret2.first->second << endl; //插入失败，得到的是原 key 为 30 的元素对应的 value：30 而不是新插入的 0return 0;
}

insert 函数也可以插入 initializer_list 和构造函数那里一样：
hash2.insert({60,60})

erase 函数

erase 有三个重载的版本：
在这里插入图片描述

  • 第一个版本：删除一个迭代器位置的元素。
  • 第二个版本：删除键为 k 的元素。
  • 第三个版本：删除一个迭代器区间。
#include<iostream>
#include<unordered_map>
using namespace std;int main()
{unordered_map<int, int> hash2({{10,10}, {20,20}, {30,30}}); //这是使用initializer_list来构造hash2.erase(hash2.begin()); //第一个版本hash2.erase(30); //第二个版本hash2.erase(hash2.begin(), hash2.end()); //第三个版本return 0;
}

void clear() const

清空 unordered_map 中所有的元素。

#include<iostream>
#include<unordered_map>
using namespace std;int main()
{unordered_map<int, int> hash2({{10,10}, {20,20}, {30,30}}); //这是使用initializer_list来构造hash2.clear();cout << hash2.size() << endl; // 输出：0return 0;
}

unordered_set

这是 unordered_set 的介绍文档：来自 cpluscplus.com。

  • unordered_set 是一种不按特定顺序存储唯一元素的容器，可以根据元素的值快速检索单个元素。

  • 在 unordered_set 中，元素的值同时也是其键，可以唯一地识别该元素。键是不可变的，因此，unordered_set 中的元素一旦进入容器就不能修改，但可以插入和移除。

  • 在内部，unordered_set 中的元素不按任何特定顺序排序，而是根据它们的哈希值组织成桶，以便直接按其值快速访问单个元素（平均时间复杂度不变）。

  • 无序集容器在按键访问单个元素时比集合容器更快，但在对元素子集进行范围迭代时，其效率通常较低。

  • 容器中的迭代器至少是前向迭代器。

unordere_set 存储的数据只有一个 key。
unordered_set 与 unordered_map 的接口完全相同。这里就不再赘述了。

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