c++中unordered_map的用法的详述（包含unordered_map和map的区别）

一、前言

如果要在c++ 中使用这map 和unordered_map 两个函数，需要分别引入下面的两个头文件

#include
#include

unordered_map 容器，直译过来就是"无序 map 容器"的意思。所谓“无序”，指的是 unordered_map 容器不会像 map 容器那样对存储的数据进行排序。换句话说，unordered_map 容器和 map 容器仅有一点不同，即 map 容器中存储的数据是有序的，而 unordered_map 容器中是无序的。

二、谈谈unordered_map和map的区别

1、内部实现机理不同：

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，红黑树的每一个节点都代表着map的一个元素。因此，对于map进行的查找、删除，添加等一系列的操作都相当于是对红黑树进行的操作。map中的元素是按照二叉搜索树 （又名儿茶查找树、二叉排序树–特点就是左子树上所有节点的键值都小于根节点的键值，右子树所有节点的键值都大于根结点的键值）存储的，使用中序遍历可将键值按照从小到大遍历出来。

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，其元素的排列顺序都是无序的。哈表的概念见：详谈哈希表。

2、谈谈各自的优缺点：

• map

1、优点：

    (1)有序性，这是map结构最大的有点，其元素的有序性在很多应用中都会简化很多的操作。

    (2)红黑树，内部实现一个红黑树使得map的很多操作在lgn的时间复杂度下就可以实现，因此效率非常的高。

2、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，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。

3、适用处：对于那些有顺序要求的问题，用map会更高效一些。

• unordered_map

1、优点：因为内部实现了哈希表，因此其查找速度非常的快。

2、缺点：哈希表的建立比较耗费时间

3、适用处：对于查找问题，unordered_map 会更加高效一些，因此遇到查找问题，常会考虑一下用unordered_map

3、总结：

1、内存占有率的问题就转化成红黑树 VS Hash表，还是unorder_map占用的内存要高。

2、但是unorder_map执行效率要比map高很多

3、对于unordered_map 或unordered_set 容器，其遍历顺序与创建该容器时输入的顺序不一定相同，因为遍历是按照哈希表从前往后依次遍历的。

三、创建C++ unordered_map容器的方法

（1） 通过调用 unordered_map 模板类的默认构造函数，可以创建空的 unordered_map 容器。比如：

std::unordered_map<std::string, std::string> umap;

由此，就创建好了一个可存储 类型键值对的 unordered_map 容器。

（2） 当然，在创建 unordered_map 容器的同时，可以完成初始化操作。比如：

std::unordered_map<std::string, std::string> umap{
     
    {
     "淘宝","https://www.taobao.com/"},
    {
     "京东","https://www.jd.com/"},
    {
     "天猫商城","https://jx.tmall.com/"} };

（3） 另外，还可以调用 unordered_map 模板中提供的复制（拷贝）构造函数，将现有 unordered_map 容器中存储的键值对，复制给新建 unordered_map 容器。

例如，在第二种方式创建好 umap 容器的基础上，再创建并初始化一个 umap2 容器：

std::unordered_map<std::string, std::string> umap2(umap);

由此，umap2 容器中就包含有 umap 容器中所有的键值对。

除此之外，C++ 11 标准中还向 unordered_map 模板类增加了移动构造函数，即以右值引用的方式将临时 unordered_map 容器中存储的所有键值对，全部复制给新建容器。例如：

//返回临时 unordered_map 容器的函数
std::unordered_map <std::string, std::string > retUmap(){
     
    std::unordered_map<std::string, std::string>tempUmap{
     
        {
     "淘宝","https://www.taobao.com/"},
        {
     "京东","https://www.jd.com/"},
        {
     "天猫商城","https://jx.tmall.com/"} };
    return tempUmap;
}
//调用移动构造函数，创建 umap2 容器
std::unordered_map<std::string, std::string> umap2(retUmap());

注意，无论是调用复制构造函数还是拷贝构造函数，必须保证 2 个容器的类型完全相同。

（4） 当然，如果不想全部拷贝，可以使用 unordered_map 类模板提供的迭代器，在现有 unordered_map 容器中选择部分区域内的键值对，为新建 unordered_map 容器初始化。例如：

//传入 2 个迭代器，
std::unordered_map<std::string, std::string> umap2(++umap.begin(),umap.end());

通过此方式创建的 umap2 容器，其内部就包含 umap 容器中除第 1 个键值对外的所有其它键值对。

四、c++ unordered_map容器的成员方法

下表列出了 unordered_map 类模板提供的所有常用的成员方法、各自的功能和常规的用法。

成员方法	功能	用法
begin()	返回指向容器中第一个键值对的正向迭代器。	$autoit=mymap.begin()$
end()	返回指向容器中最后一个键值对之后位置的正向迭代器。	$it!=mymap.end()$
cbegin()	和 begin() 功能相同，只不过在其基础上增加了 const 属性，即该方法返回的迭代器不能用于修改容器内存储的键值对。	$autoit=mymap.cbegin()$
cend()	和 end() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，即该方法返回的迭代器不能用于修改容器内存储的键值对。	$it!=mymap.cend()$
empty()	若容器为空，则返回 true；否则 false。	$mymap.empty()$
size()	返回当前容器中存有键值对的个数。	$mymap.size()$
max_size()	返回容器所能容纳键值对的最大个数，不同的操作系统，其返回值亦不相同。	$mymap.max\_size()$
operator[key]	该模板类中重载了 [] 运算符，其功能是可以向访问数组中元素那样，只要给定某个键值对的键 key，就可以获取该键对应的值。注意，如果当前容器中没有以 key 为键的键值对，则其会使用该键向当前容器中插入一个新键值对。	$$\begin{gathered} stringname=mymap[key]; \\ mymap[key2]=name; \end{gathered}$$
at(key)	返回容器中存储的键 key 对应的值，如果 key 不存在，则会抛出 out_of_range 异常。	$mymap.at(key)=value;$
find(key)	查找以 key 为键的键值对，如果找到，则返回一个指向该键值对的正向迭代器；反之，则返回一个指向容器中最后一个键值对之后位置的迭代器（如 end() 方法返回的迭代器）。	$mymap.find(key);$
count(key)	在容器中查找以 key 键的键值对的个数。	$mymap.count(key)$
equal_range(key)	返回一个 pair 对象，其包含 2 个迭代器，用于表明当前容器中键为 key 的键值对所在的范围。	$mymap.equal\_range(key);$
emplace()	向容器中添加新键值对，效率比 insert() 方法高。	$mymap.emplace(key,value);$
emplace_hint()	向容器中添加新键值对，效率比 insert() 方法高。
insert()	向容器中添加新键值对。	$$\begin{gathered} mymap.insert(pair<string,double>(key,value)); \\ mymap.insert(\{\{key,value\},\{key,value\}\}); \end{gathered}$$
erase()	删除指定键值对。	$mymap.erase(key);$
clear()	清空容器，即删除容器中存储的所有键值对。	$mymap.clear();$
swap()	交换 2 个 unordered_map 容器存储的键值对，前提是必须保证这 2 个容器的类型完全相等。	$mymap1.swap(mymap2);$
bucket_count()	返回当前容器底层存储键值对时，使用桶（一个线性链表代表一个桶）的数量。	$unsignedn=mymap.bucket\_count();$
max_bucket_count()	返回当前系统中，unordered_map 容器底层最多可以使用多少桶。	$mymap.max\_bucket\_count()$
bucket_size(n)	返回第 n 个桶中存储键值对的数量。	$unsignednbuckets=mymap.bucket\_count();$
bucket(key)	返回以 key 为键的键值对所在桶的编号。	$mymap.bucket(key)$
load_factor()	返回 unordered_map 容器中当前的负载因子。负载因子，指的是的当前容器中存储键值对的数量（size()）和使用桶数（bucket_count()）的比值，即 load_factor() = size() \ bucket_count()。	$mymap.load\_factor()$
max_load_factor()	返回或者设置当前 unordered_map 容器的负载因子。	$mymap.max\_load\_factor()$
rehash(n)	将当前容器底层使用桶的数量设置为 n。	$mymap.rehash(20);$
reserve()	将存储桶的数量（也就是 bucket_count() 方法的返回值）设置为至少容纳count个元（不超过最大负载因子）所需的数量，并重新整理容器。	$mymap.reserve(6);$
hash_function()	返回当前容器使用的哈希函数对象。	$stringmap::hasherfn=mymap.hash\_function();$

注意，对于实现互换 2 个相同类型 unordered_map 容器的键值对，除了可以调用该容器模板类中提供的 swap() 成员方法外，STL 标准库还提供了同名的 swap() 非成员函数。

4、map和unordered_map的使用

unordered_map的用法和map是一样的，提供了insert，size，count等操作，并且里面的元素也是以pair类型来存储的，其底层实现是完全不同的，上方已经解释了，但是就外部使用来说却是一致的。

五、举例说明

#include
#include
#include
#include
using namespace std;

int main()
{
     
    // 注意：c++11才开始支持括号初始化
    unordered_map<int, string> myMap = {
     {
     5, "zhangsan"},{
     6, "lisi"}};  // 使用{}赋值
    myMap[2] = "wanger";  // 使用[ ] 进行当个插入，若已存在键值2，则赋值修改，若无则插之。
    myMap.insert(pair<int, string>(3, "mazi"));  // 使用insert和pair插入。

    // 遍历输出+迭代器的使用。
    auto iter = myMap.begin();  // auto自动识别为迭代器类型unordered_map::iterator
    while(iter != myMap.end())
    {
     
        cout << iter->first << "," << iter->second << endl;
        ++iter;
    }

    // 查找元素并输出 + 迭代器的使用
    auto iterator = myMap.find(6);  // find()返回一个指向2的迭代器。
    if(iterator != myMap.end())
        cout << endl << iterator->first << "," << iterator->second << endl;
    system("pause");
    return 0;
}

此时用unordered_map 的输出结果如下所示：

用map 的输出结果如下所示：