STL系列：map和unordered_map

map和unordered_map的使用

unordered_map的用法和map是一样的，提供了insert，size，count，find等操作，并且里面的元素也是以pair类型来存贮的。

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。

C++ Map常见用法说明

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map

包含在头文件#include < map >中。

map是STL的一个关联容器，它提供一对一（第一个为key，每个key只能在map中出现一次，第二个为value）的数据处理能力。map内部自建一颗红黑树（一种非严格意义上的平衡二叉树），所以在map内部所有的数据都是有序的，且map的查询、插入、删除操作的时间复杂度都是O(logN)。在使用时，map的key需要定义operator<。

map中的元素是按照二叉搜索树（又名二叉查找树或者二叉排序树，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节点的键值）存储的，使用中序遍历可将键值按照从小到大遍历出来。

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unordered_map

包含在头文件unordered_map: #include < unordered_map >中。

unordered_map和map类似，都是存储的key-value的值，可以通过key快速索引到value。不同的是unordered_map不会根据key的大小进行排序，存储时是根据key的hash值判断元素是否相同，即unordered_map内部元素是无序的。unordered_map的key需要定义hash_value函数并且重载operator==。

unordered_map的底层是一个防冗余的哈希表（采用除留余数法）。哈希表最大的优点，就是把数据的存储和查找消耗的时间大大降低，时间复杂度为O(1)；而代价仅仅是消耗比较多的内存。

基本原理是使用一个下标范围比较大的数组来存储元素。可以设计一个哈希函数（hash函数，也叫做散列函数），使得每个元素的key都与一个函数值（即数组下标，hash值）相对应，于是用这个数组单元来存储这个元素；也可以简单的理解为，按照key为每一个元素“分类”，然后将这个元素存储在相应“类”所对应的地方，称为桶。

但是，不能够保证每个元素的key与函数值是一一对应的，因此极有可能出现对于不同的元素，却计算出了相同的函数值，这样就产生了“冲突”，换句话说，就是把不同的元素分在了相同的“类”之中。总的来说，“直接定址”与“解决冲突”是哈希表的两大特点。一般可采用拉链法解决冲突。

无序容器的性能依赖于hash函数的质量和桶的数量和大小。

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举例说明map的有序性和unordered_map的无序性

#include   
#include   
#include 

此时用的是unordered_map，输出的结果为：

若把unordered_map换成map，输出的结果为：

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优缺点以及适用处

map：

1. 优点：
   1. 有序性，这是map结构最大的优点，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，内部实现一个红黑书使得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

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unordered_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

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set和unordered_set的使用方法类似于map和unordered_map，详情请见：
【总结】unordered_map,unordered_set,map和set的用法和区别