STL的unordered_multimap容器

1. std::unordered_multimap 的定义与特性

定义于头文件 ,类模板为:

template<
    class Key,
    class T,
    class Hash = std::hash<Key>,
    class KeyEqual = std::equal_to<Key>,
    class Allocator = std::allocator< std::pair<const Key, T> >
> class unordered_multimap;

  • unordered_multimap 是无序关联容器,支持等价的关键(一个 unordered_multimap 可含有每个关键值的多个副本)和将关键与另一类型的值关联。 unordered_multimap 类支持向前迭代器。搜索、插入和移除拥有平均常数时间复杂度。
  • 元素在内部不以任何特定顺序排序,而是组织到桶中。元素被放进哪个桶完全依赖于其关键的哈希。这允许到单独元素的快速访问,因为哈希一旦计算,则它指代元素被放进的准确的桶。
  • 不要求此容器的迭代顺序稳定(故例如 std::equal 不能用于比较二个 std::unordered_multimap ),除了关键比较等价(以 key_eq() 为比较器比较相等)的每组元素在迭代顺序中组成相接的子范围,它亦可用 equal_range() 访问。
  • std::unordered_multimap 满足容器 (Container) 、具分配器容器 (AllocatorAwareContainer) 、无序关联容器 (UnorderedAssociativeContainer) 的要求。

成员类型:

key_type	          Key
mapped_type  	      T
value_type	          std::pair<const Key, T>
size_type	          无符号整数类型(通常是 std::size_t )
difference_type	      有符号整数类型(通常是 std::ptrdiff_t )
hasher	              Hash
key_equal	          KeyEqual(C++20) Hash::transparent_key_equal ,若定义且它指名类型,否则为 KeyEqual(C++20)
allocator_type	      Allocator
reference	          value_type&
const_reference	      const value_type&
pointer	              std::allocator_traits::pointer
const_pointer	      std::allocator_traits::const_pointer
iterator	          向前迭代器 (LegacyForwardIterator)
const_iterator	      常向前迭代器
local_iterator	      类别、值、差、指针和引用类型都与 iterator 相同的迭代器类型。能用此迭代器在单个桶迭代,但不能跨桶。
const_local_iterator  类别、值、差、指针和引用类型都与 const_iterator 相同的迭代器类型。能用此迭代器在单个桶迭代,但不能跨桶。
node_type(C++17)	  表示容器结点的结点把柄特化

2. unordered_multimap 的初始化及常用函数

2.1 成员函数

(构造函数)                          构造 unordered_multimap (公开成员函数)
(析构函数)                          析构 unordered_multimap (公开成员函数)
operator=                          赋值给容器 (公开成员函数)
get_allocator                      返回相关的分配器 (公开成员函数)

2.2 迭代器

begin、cbegin             返回指向容器第一个元素的迭代器 (公开成员函数)
end、cend                 返回指向容器尾端的迭代器 (公开成员函数)

示例:

#include
#include
using namespace std;

int main() {
	unordered_multimap<int, int> myUnorderedMultiMap = { {2, 10},{1, 20},{3,30} };

	//正向迭代器测试
	cout << "正向迭代器遍历容器:" << endl;
	for (auto it = myUnorderedMultiMap.begin(); it != myUnorderedMultiMap.end(); ++it) 
	{
		cout << it->first << " -> " << it->second << ", ";
	}
	cout << endl;

	//正向常迭代器测试
	cout << "正向常迭代器遍历容器:" << endl;
	for (auto cit = myUnorderedMultiMap.cbegin(); cit != myUnorderedMultiMap.cend(); ++cit) 
	{
		cout << cit->first << " -> " << cit->second << ", ";
	}
	cout << endl;

	return 0;
}

输出结果:

正向迭代器遍历容器:
2 -> 10, 1 -> 20, 3 -> 30,
正向常迭代器遍历容器:
2 -> 10, 1 -> 20, 3 -> 30,

2.3 大小

empty          检查容器是否为空 (公开成员函数)
size           返回容纳的元素数 (公开成员函数)
max_size       返回可容纳的最大元素数 (公开成员函数)

示例:

#include
#include
using namespace std;

int main() 
{
	unordered_multimap<int, int> myUnorderedMultiMap = { {2, 10},{1, 20},{3,30} };
	cout << "myUnorderedMultiMap.empty() = " << myUnorderedMultiMap.empty() << endl;
	cout << "myUnorderedMultiMap.size() = " << myUnorderedMultiMap.size() << endl;
	cout << "myUnorderedMultiMap.max_size() = " << myUnorderedMultiMap.max_size() << endl;

	return 0;
}

输出结果:

myUnorderedMultiMap.empty() = 0
myUnorderedMultiMap.size() = 3
myUnorderedMultiMap.max_size() = 268435455

2.4 修改器

clear	        清除内容 (公开成员函数)
insert	        插入元素或结点 (C++17) (公开成员函数)
emplace	        原位构造元素 (公开成员函数)
emplace_hint	使用提示原位构造元素 (公开成员函数)
erase	        擦除元素 (公开成员函数)
swap	        交换内容 (公开成员函数)
extract (C++17)	从另一容器释出结点 (公开成员函数)
merge (C++17)	从另一容器接合结点 (公开成员函数)

示例:

#include
#include
using namespace std;

int main() 
{
	unordered_multimap<int, int> myUnorderedMultiMap = { {2, 10},{1, 20},{3,30} };
	cout << "键值对序列:" << endl;
	for (auto& item : myUnorderedMultiMap) 
	{
		cout << item.first << " -> " << item.second << endl;
	}
	//插入元素
	myUnorderedMultiMap.insert({ 0, 100 });
	cout << "插入 (0, 100)键值对后:" << endl;
	for (auto& item : myUnorderedMultiMap) 
	{
		cout << item.first << " -> " << item.second << endl;
	}
	//按key删除元素
	myUnorderedMultiMap.erase(0);
	cout << "移除0对应的键值对后:" << endl;
	for (auto& item : myUnorderedMultiMap) 
	{
		cout << item.first << " -> " << item.second << endl;
	}
	//按迭代器删除元素
	myUnorderedMultiMap.erase(myUnorderedMultiMap.begin());
	cout << "移除map中第一个键值对后:" << endl;
	for (auto& item : myUnorderedMultiMap) 
	{
		cout << item.first << " -> " << item.second << endl;
	}
	//清空map
	myUnorderedMultiMap.clear();
	cout << "清空map后:" << endl;
	for (auto& item : myUnorderedMultiMap) 
	{
		cout << item.first << " -> " << item.second << endl;
	}

	return 0;
}

输出结果:

键值对序列:
2 -> 10
1 -> 20
3 -> 30
插入 (0, 100)键值对后:
2 -> 10
1 -> 20
3 -> 30
0 -> 100
移除0对应的键值对后:
2 -> 10
1 -> 20
3 -> 30
移除map中第一个键值对后:
1 -> 20
3 -> 30
清空map后:

2.5 查找

count                 返回匹配特定键的元素数量 (公开成员函数)
find                  寻找带有特定键的元素 (公开成员函数)
contains (C++20)      检查容器是否含有带特定关键的元素 (公开成员函数)
equal_range           返回匹配特定键的元素范围 (公开成员函数)

示例:

#include
#include
using namespace std;

int main() 
{
	unordered_multimap<int, int> myUnorderedMultiMap = 
	{ 
		{2, 10},{2, 100}, {2, 200}, {1, 20},{3,30} 
	};
	cout << "键值对序列:" << endl;
	for (auto& item : myUnorderedMultiMap) 
	{
		cout << item.first << " -> " << item.second << endl;
	}
	cout << "myUnorderedMultiMap.count(1) = " << myUnorderedMultiMap.count(1) << endl;
	cout << "myUnorderedMultiMap.find(2) == myUnorderedMultiMap.end() ? " 
		<< (myUnorderedMultiMap.find(2) == myUnorderedMultiMap.end()) << endl;
	//寻找键为2的值
	cout << "键 == 2 对应的值:";
	pair<unordered_multimap<int, int>::iterator, unordered_multimap<int, int>::iterator> myRange;
	myRange = myUnorderedMultiMap.equal_range(2);
	cout << endl;
	for (auto it = myRange.first; it != myRange.second; ++it) 
	{
		cout << it->first << " -> " << it->second << endl;
	}
	cout << "unordered_multimap中一个key能对应多个val!" << endl;

	return 0;
}

输出结果:

键值对序列:
2 -> 10
2 -> 100
2 -> 200
1 -> 20
3 -> 30
myUnorderedMultiMap.count(1) = 1
myUnorderedMultiMap.find(2) == myUnorderedMultiMap.end() ? 0
键 == 2 对应的值:
2 -> 10
2 -> 100
2 -> 200
unordered_multimap中一个key能对应多个val!

2.6 桶接口

begin(size_type)cbegin(size_type)	  返回一个迭代器,指向指定的桶的开始 (公开成员函数)
end(size_type)cend(size_type)	      返回一个迭代器,指向指定的桶的末尾 (公开成员函数)
bucket_count	                      返回桶数 (公开成员函数)
max_bucket_count	                  返回桶的最大数量 (公开成员函数)
bucket_size	                          返回在特定的桶中的元素数量 (公开成员函数)
bucket	                              返回带有特定键的桶 (公开成员函数)

2.7 哈希策略

load_factor            返回每个桶的平均元素数量 (公开成员函数)
max_load_factor        管理每个桶的平均元素数量的最大值 (公开成员函数)
rehash	               为至少为指定数量的桶预留存储空间。这会重新生成哈希表。 (公开成员函数)
reserve	               为至少为指定数量的元素预留存储空间。这会重新生成哈希表。 (公开成员函数)

2.8 观察器

hash_function        返回用于对关键哈希的函数 (公开成员函数)
key_eq               返回用于比较键的相等性的函数 (公开成员函数)

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