37.STL中unordered_map和map的区别和应用场景

37.STL中unordered_map和map的区别和应用场景

1.STL中unordered_map和map的区别

std::unordered_map 和 std::map 都是 C++ 标准库中用于存储键值对的关联容器，它们主要的区别在于内部数据的组织方式，以及因此产生的一些性能特性：

1.内部数据结构：

• std::map：使用了平衡二叉搜索树（通常是红黑树）作为其内部数据结构，所以其元素是根据键自动排序的。
• std::unordered_map：使用哈希表作为其内部数据结构，元素的排列顺序则取决于哈希函数，不保证任何特定的顺序。

2.时间复杂度：

• std::map：查找、插入和删除操作的平均时间复杂度为 O(log n)。
• std::unordered_map：理想情况下（哈希函数分布良好），查找、插入和删除操作的平均时间复杂度为 O(1)。但在最坏的情况下（例如所有元素都哈希到同一位置），时间复杂度会退化到 O(n)。

3.功能需求：

• std::map：如果需要按键的顺序遍历元素，或者依赖于键值的有序性，那么应选择 std::map。
• std::unordered_map：如果不需要元素的有序性，而是优先考虑查找、插入和删除操作的速度，那么应选择 std::unordered_map。

总的来说，std::map 和 std::unordered_map 在使用上的主要区别在于是否需要键的有序性，以及对操作性能的要求。如果需要有序性，选择 std::map；如果不需要有序性，而是追求高效的查找、插入和删除操作，选择 std::unordered_map。

2.STL中unordered_map的应用场景

在C++标准库中，std::unordered_map是一个基于哈希表实现的关联容器，它存储的元素是键值对，键是唯一的。由于其基于哈希的特性，std::unordered_map在以下几种场景中是非常有用的：

1.快速查找：如果你需要在一堆数据中快速查找某个键对应的值，那么std::unordered_map是一个很好的选择。例如，你需要查找每个人的电话号码，可以将人名作为键，电话号码作为值存入std::unordered_map。

2.元素频率计数：如果你需要计算元素出现的频率，std::unordered_map也非常有用。例如，你需要计算一个文档中每个单词出现的频率，可以将单词作为键，频率作为值存入std::unordered_map。

3.缓存：std::unordered_map可以被用作缓存（cache）来存储先前计算的结果，以便快速访问。例如，你可以在执行昂贵的计算或数据库查询后，将结果存储在std::unordered_map中，后续如果需要相同的计算或查询，可以直接从std::unordered_map中获取结果，而无需重新进行计算或查询。

4.实现字典：std::unordered_map可以用来实现一个字典，存储键值对，以便可以通过键快速查找到对应的值。

总的来说，无论何时当你需要一个能够快速插入、删除和查找元素的数据结构，并且不关心元素的顺序，std::unordered_map都是一个不错的选择。

3.STL中map的应用场景

在C++标准库中，std::map是一个基于平衡二叉搜索树（通常是红黑树）实现的关联容器，它存储的元素是键值对，并且根据键的值自动进行排序。std::map在以下几种场景中是非常有用的：

1.有序键值对：如果你需要保存键值对，并且需要根据键的顺序进行迭代，那么 std::map 是一个很好的选择。例如，你可能需要存储每个人的姓名（键）和年龄（值），并需要按照姓名的字母顺序进行排序。

2.查找操作：std::map 提供了高效的查找操作，使你能够快速地找到给定键对应的值。

3.范围查询：std::map 中的元素是有序的，所以你可以执行范围查询，找到所有键在给定范围内的元素。

4.字典或映射：当你需要根据某个键来查找对应的值时，std::map 会非常有用。例如，你可以创建一个地图应用，根据城市的名称（键）查找城市的信息（值）。

总的来说，无论何时当你需要一个能够插入、删除、查找元素，并且保持元素的有序性的数据结构，std::map 都是一个不错的选择。