C++之unordered_set容器的使用

news2024/11/8 2:15:05

unordered_set 是 C++ STL (Standard Template Library) 中的一种无序关联容器，用于存储唯一的元素。与 set 不同，unordered_set 不对元素进行排序，而是通过哈希表（hash table）来存储元素。这意味着 unordered_set 的查找、插入和删除操作的平均时间复杂度为 O(1)，但在最坏情况下可能达到 O(n)。

主要特点

唯一性：unordered_set 容器不允许有重复的元素。
无序：元素的存储顺序是不确定的，不保证任何特定的顺序。
高效操作：查找、插入和删除操作的平均时间复杂度为 O(1)。
哈希表实现：内部使用哈希表来存储元素。

常用操作

定义和初始化

#include <unordered_set>

std::unordered_set<int> us; // 创建一个空的 unordered_set 容器
std::unordered_set<int> us = {1, 2, 3}; // 初始化 unordered_set 容器

插入元素

us.insert(5); // 插入单个元素
us.insert({6, 7}); // 插入多个元素

删除元素

us.erase(5); // 删除值为 5 的元素
us.erase(us.begin()); // 删除第一个元素

查找元素

auto it = us.find(3); // 查找值为 3 的元素，返回指向该元素的迭代器，如果找不到则返回 end()
if (it != us.end()) {
    std::cout << "Found " << *it << std::endl;
} else {
    std::cout << "Not found" << std::endl;
}

检查元素是否存在

if (us.count(3)) {
    std::cout << "3 is in the unordered_set." << std::endl;
} else {
    std::cout << "3 is not in the unordered_set." << std::endl;
}

获取元素数量

std::cout << "The unordered_set has " << us.size() << " elements." << std::endl;

清空容器

us.clear(); // 清空 unordered_set 容器

遍历容器

for (const auto& elem : us) {
    std::cout << elem << " ";
}
// 或者使用迭代器
for (auto it = us.begin(); it != us.end(); ++it) {
    std::cout << *it << " ";
}

自定义哈希函数和相等函数

如果你存储的元素类型不是内置类型，或者你希望使用不同的哈希函数和相等函数，可以自定义它们。例如，假设你有一个自定义的结构体：

#include <unordered_set>
#include <string>

struct Person {
    std::string name;
    int age;

    bool operator==(const Person& other) const {
        return name == other.name && age == other.age;
    }
};

struct PersonHash {
    std::size_t operator()(const Person& p) const {
        std::hash<std::string> stringHash;
        std::hash<int> intHash;
        return stringHash(p.name) ^ intHash(p.age);
    }
};

struct PersonEqual {
    bool operator()(const Person& p1, const Person& p2) const {
        return p1 == p2;
    }
};

int main() {
    std::unordered_set<Person, PersonHash, PersonEqual> people;
    people.insert({"Alice", 30});
    people.insert({"Bob", 25});

    for (const auto& person : people) {
        std::cout << person.name << ", " << person.age << std::endl;
    }

    return 0;
}