C++ 11中unordered_set和unordered_map简单介绍和运用

C++STL中的hash数据结构
——unordered_set

参考链接
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用于存放hash散列，其搜索插入移除通常为常数时间，其原理是声明一个有n个桶的数据结构
特点：

• unordered_set为一种容器，以不特定的顺序存储唯一元素，可根据值检索
• unordered_set中，元素的值同时事唯一标识它的键，键不可变，只可以增删。
• 在内部，unordered_set中的元素没有按照任何特定的顺序排序，而是根据它们的散列值组织成桶（一个线性链表代表一个桶），从而允许通过它们的值直接快速访问单个元素（平均时间复杂度为常数）[想象一下拉链法]
• unordered_set容器比set容器更快地通过它们的键访问单个元素，尽管它们在元素子集的范围迭代中通常效率较低；容器中的迭代器只能是正向迭代器

基本的函数

构造

std::unordered_set c:           //初始化容器；

//初始化容器，并将"aaa", "bbb", "ccc"加入到容器中；
std::unordered_set c{ "aaa", "bbb", "ccc" }：  

std::unordered_set c{ 16 }:    //初始化容器，并设置16个桶；

添加

c.insert("dddd")：                      //向容器添加元素”dddd"；
a.insert({ "aaa","bbbb","cccc" })：     //向容器添加元素"aaa","bbbb","cccc"；

//b是一个存储着和a相同类型元素的向量，可将b中所有元素添加到a中。
a.insert(b.begin(), b.end())：      

查找

a.find("eeee")：查找元素"eeee"，返回结果为a.end()则表明没有找到，否则返回所对应元素；

a.count("eeee")：查找元素"eeee"在a中有几个（由于unordered_set中没有相同的元素，所以结果通常为0或1）。   

查找桶接口

a.bucket_count()：返回数据结构中桶的数量；

a.bucket_size(i)：返回桶i中的大小；

a.bucket(“eeee")：返回元素"eeee"在哪个桶里。

观察器

a.hash_function()("aaa")：返回"aaa"所对应的hash值；

a.key_eq()("aaa","aaaa") ：当元素相同时返回true，否则返回false。

清除元素

a.clear()：清除a中所有元素；

a.erase("aaa")：清除元素"aaa"。

统计函数

a.size()：返回a中总的元素个数；

a.max_size()：返回a中最大容纳元素；

a.empty()：判断a中是否为空。

C++STL中的hash容器
——unordered_map

参考链接1
参考链接2
参考链接3——B站一个简单的使用视频
leetcode题目推荐——桶排序相关练习
C++ 11中加入unordered系列容器，unorderd_map用法与上述set用法基本类似；在运用中常与map结构进行对比

• 查找插入效率：
  • unordered_map > hash_map > map
• 空间复杂度：
  • map > unordered_map > hash_map
• unorder_map容器中的数据是无序的，而map中的是有序的，因其采用红黑树实现，故进行中序遍历会得到有序遍历。

特性和使用

• 采用键值对(pair类型)的形式存储数据，各个键值对的键互不相同且不允许修改，容器内部不会对键值对进行排序
• 使用时应加入 #include
• unordered_map的迭代器是一个指针，指向这个元素，通过迭代器取得其值，键值分别是迭代器的first和second属性，如：

---

unordered_map::interator it;
it->first;
it->second;

成员函数

迭代器

begin    返回指向容器起始位置的迭代器（iterator）   
end      返回指向容器末尾位置的迭代器   
cbegin   返回指向容器起始位置的常迭代器（const_iterator）   
cend     返回指向容器末尾位置的常迭代器 

Capacity

size        返回有效元素个数 
max_size    返回 unordered_map 支持的最大元素个数 
empty       判断是否为空 

元素访问

operator[]     访问元素 
at  　　 　　　 访问元素 

元素修改

insert  　　插入元素 
erase　　 删除元素 
swap 　　 交换内容 
clear　　   清空内容 
emplace 　构造及插入一个元素 
emplace_hint 按提示构造及插入一个元素

操作

find 　　　　　　通过给定主键查找元素,没找到：返回unordered_map::end
count 　　　　　返回匹配给定主键的元素的个数 
equal_range 　　返回值匹配给定搜索值的元素组成的范围 

Buckets

bucket_count 　　　返回槽（Bucket）数 
max_bucket_count    返回最大槽数 
bucket_size 　　　   返回槽大小 
bucket 　　　　　　返回元素所在槽的序号 
load_factor　　　　 返回载入因子，即一个元素槽（Bucket）的最大元素数 
max_load_factor 　  返回或设置最大载入因子 
rehash　　　　　　 设置槽数 
reserve 　　　　　  请求改变容器容量