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所属专栏：C++学习
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1. unordered_set的介绍
unordered_set是一种关联式容器，它具有以下几个特点：
- 基本概念
unordered_set是一种关联式容器，不按特定顺序存储键值。- 元素的值同时也是唯一标识它的
key。
- 内部存储方式
- 内部元素没有按照特定顺序排序。
- 为快速找到指定
key，将相同哈希值的键值放在相同的桶中(开散列)。
- 性能特点
- 通过
key访问单个元素比set快。- 在遍历元素子集的范围迭代方面效率较低，因为数据并不在某个范围，而是无序的。
- 迭代器类型
- 迭代器至少是前向迭代器。
具体可参考官方文档——unordered_set
2. unordered_set的功能
首先unordered_set与STL其他大多数容器一样，为了支持所有类型，所以是一个类模版。
2.1 unordered_set的初始化
unordered_set初始化会调用构造函数，其构造函数分别重载了以下几种方式：
void Test1()
{
//1.默认无参构造
unordered_set<int> s1;
//2.迭代器区间初始化
string str("betty");
unordered_set<char> s2(str.begin(), str.end());
//3.拷贝构造
unordered_set<int> s3(s1);
}
2.2 unordered_set的迭代器
| 成员函数 | 功能 |
|---|---|
| begin | 获取容器中第一个元素的迭代器 |
| end | 获取容器中最后一个元素下一个位置的正向迭代器 |
一般而言unordered_set并不支持反向迭代器，其次这些函数与其他容器的迭代器成员函数无论是功能还是用法都是一模一样的，所以上手可谓十分简单。
void Test2()
{
vector<int> arr = { 1,2,3,4,5,6,7 };
//迭代器区间初始化
unordered_set<int> s1(arr.begin(), arr.end());
//正向迭代器
unordered_set<int>::iterator it = s1.begin();
while (it != s1.end())
{
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
}
2.3 unordered_set的常见成员函数
以下是unordered_set常见的成员函数：
| 成员函数 | 功能 |
|---|---|
| insert | 插入指定元素 |
| erase | 删除指定元素 |
| find | 查找指定元素 |
| size | 获取容器中元素的个数 |
| empty | 判断容器是否为空 |
| clear | 清空容器 |
| swap | 交换两个容器中的数据 |
| count | 获取容器中指定元素值的元素个数 |
void Test3()
{
unordered_set<int> s1;
//插入元素并去重
s1.insert(1);
s1.insert(2);
s1.insert(2);
s1.insert(3);
s1.insert(3);
for (auto e : s1)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
unordered_set<int>::iterator it = s1.find(1);
//如果找不到返回end()
if (it != s1.end())
{
s1.erase(1);
}
for (auto e : s1)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
//容器中值为2的元素个数
cout <<"容器中值为2的元素个数"<< s1.count(2) << endl;
}
void Test4()
{
unordered_set<int> s1;
s1.insert(1);
s1.insert(2);
s1.insert(3);
//容器大小
cout << s1.size() << endl;
//清空容器
s1.clear();
//容器判空
cout << s1.empty() << endl;
vector<int> arr = { 1,2,3,4,5,6,7 };
//迭代器区间初始化
unordered_set<int> tmp(arr.begin(), arr.end());
//交换两个容器的数据
s1.swap(tmp);
for (auto e : s1)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
}
值得注意的是：unordered_set的插入与删除操作可能存在迭代器失效的问题。
3. unordered_multiset
unordered_multiset的使用方式与unordered_set基本一致，唯一的区别就在于unordered_multiset允许键值冗余，即可存储重复元素。
void Test5()
{
unordered_multiset<int> s1;
//支持键值冗余
s1.insert(1);
s1.insert(1);
s1.insert(2);
s1.insert(2);
s1.insert(3);
s1.insert(4);
unordered_multiset<int>::iterator it = s1.begin();
while (it != s1.end())
{
cout << *it << " ";
++it;
}
}
值得注意的是：unordered_multiset的find返回返回底层哈希表中第一个找到的键值为val的元素的迭代器
4. unordered_map的介绍
unordered_map 是 C++ 中的关联式容器，具有以下特性：
- unordered_map 定义：
unordered_map是存储<key, value>键值对的关联式容器，允许通过keys快速索引与其对应的value。
- 键值与映射值：
- 键值通常用于唯一标识元素，映射值是与键关联的对象，键和映射值类型可能不同。
- 内部存储结构：
- 内部不对
<key, value>按照特定顺序排序，将相同哈希值的键值对放在相同桶中(开散列)，以便在常数范围内找到key对应的value。
- 访问效率：
- 通过
key访问单个元素比map快，但在遍历元素子集的范围迭代方面效率较低。
- 访问操作符：
- 实现了直接访问操作符
operator[]，允许用key作为参数直接访问value。
- 迭代器类型：
- 迭代器至少是前向迭代器。
具体可参考官方文档——unordered_map
5. unordered_map 的功能
首先unordered_map 同样与STL其他大多数容器一样，为了支持所有类型，所以是一个类模版。
5.1 unordered_map的初始化
unordered_map初始化会调用构造函数，其构造函数分别重载了以下几种方式：
void Test6()
{
//1.默认无参构造
unordered_map<int, int> m1;
//2.迭代器区间初始化
unordered_map<int, int> m2(m1.begin(), m1.end());
//3.拷贝构造
unordered_map<int, int> m3(m1);
}
5.2 unordered_map的迭代器
| 成员函数 | 功能 |
|---|---|
| begin | 获取容器中第一个元素的迭代器 |
| end | 获取容器中最后一个元素下一个位置的正向迭代器 |
一般而言unordered_map并不支持反向迭代器，其次这些函数也与其他容器的迭代器成员函数无论是功能还是用法都是一模一样的，所以上手可谓十分简单。
void Test7()
{
unordered_map<int, string> m;
m.insert(pair<int, string>(1, "one"));
m.insert(pair<int, string>(2, "two"));
m.insert(pair<int, string>(3, "three"));
//正向迭代器
unordered_map<int, string>::iterator it = m.begin();
while (it != m.end())
{
cout << "<" << it->first << "," << it->second << ">" << " ";
++it;
}
cout << endl;
}
5.3 unordered_map的常见成员函数
unordered_map与unordered_set的成员函数类似，只不过多了一个[]运算符重载。
| 成员函数 | 功能 |
|---|---|
| insert | 插入指定元素 |
| erase | 删除指定元素 |
| find | 查找指定元素 |
| size | 获取容器中元素的个数 |
| empty | 判断容器是否为空 |
| clear | 清空容器 |
| swap | 交换两个容器中的数据 |
| count | 获取容器中指定元素值的元素个数 |
| []运算符重载 | 返回key所对应的val |
void Test8()
{
unordered_map<int,string> m1;
//插入元素并去重
m1.insert(make_pair(1,"one"));
m1.insert(make_pair(1,"one"));
m1.insert(make_pair(2, "two"));
m1.insert(make_pair(2, "two"));
m1.insert(make_pair(3, "three"));
m1.insert(make_pair(3, "three"));
unordered_map<int, string>::iterator it = m1.begin();
while (it != m1.end())
{
cout << "<" << it->first << "," << it->second << ">" << " ";
++it;
}
cout << endl;
it = m1.find(1);
//如果找不到返回end()
if (it != m1.end())
{
m1.erase(1);
}
it = m1.begin();
while (it != m1.end())
{
cout << "<" << it->first << "," << it->second << ">" << " ";
++it;
}
cout << endl;
//容器中值为2的元素个数
cout << "容器中值为2的元素个数" << m1.count(2) << endl;
}
void Test9()
{
unordered_map<int,string> m1;
m1.insert(pair<int, string>(1, "one"));
m1.insert(pair<int, string>(2, "two"));
m1.insert(pair<int, string>(3, "three"));
//容器大小
cout << m1.size() << endl;
//清空容器
m1.clear();
//容器判空
cout << m1.empty() << endl;
unordered_map<int, string> tmp;
tmp.insert(pair<int, string>(4, "four"));
tmp.insert(pair<int, string>(5, "five"));
tmp.insert(pair<int, string>(6, "six"));
//交换两个容器的数据
m1.swap(tmp);
unordered_map<int, string>::iterator it = m1.begin();
while (it != m1.end())
{
cout << "<" << it->first << "," << it->second << ">" << " ";
++it;
}
cout << endl;
}
值得注意的是：unordered_map的插入与删除操作可能存在迭代器失效的问题。
6. unordered_multimap
unordered_multimap的使用方式与unordered_map基本一致，唯一的区别就在于unordered_multimap允许键值冗余，即可存储重复元素。
void Test9()
{
//允许键值冗余
unordered_multimap<int, string> m;
m.insert(make_pair(1, "one"));
m.insert(make_pair(1, "1"));
m.insert(make_pair(2, "two"));
m.insert(make_pair(2, "2"));
m.insert(make_pair(3, "three"));
for (auto e : m)
{
cout << "<" << e.first << "," << e.second << ">" << " ";
}
cout << endl;
}
值得注意的是：unordered_multimap的find返回底层哈希表中第一个找到的键值为key的键值对的迭代器，而unordered_map返回的是key元素的迭代器。并且由于unordered_multimap支持键值冗余，所以其成员函数没有[]运算符重载，因为一旦键值容易，根本不知道该返回哪个键值的value。
思考题：为什么unordered_map/unordered_set存在迭代器失效的问题，而map/set就没有呢？
其实这种说法并不准确，因为
unordered_map/unordered_set通常是基于哈希表实现，哈希表插入或删除时可能需要移动桶中的元素(扩容)或重新链接元素(扩容或删除桶中元素)，这个操作会导致指向这些桶的迭代器失效。而map/set通常基于红黑树实现，红黑树的删除操作只涉及树节点的重新链接和旋转，不影响其他节点的内存位置。所以插入/删除操作不会导致对其他节点迭代器失效(但是指向该删除节点的迭代器是失效的)。
