容器 map 和 multimap

http://blog.csdn.net/lwbeyond/article/details/7313204#

 

1.底层结构不同：map——>红黑树，unordered_map——>哈希桶

2.使用场景：期望有序则用map，期望效率高则用unordered_map

3.效率：map低——>O(logN)，unordered_map高——>O(1)

4.是否扩容：map不需要扩容，unordered_map需要进行扩容——>降低哈希冲突

5.空间利用率：map高，unordered_map低

6.插入方式：map：以红黑树方式插入 unordered_map：按照开散列方式插入

7.迭代器操作：map按红黑树中序遍历进行操作 双向++/-- unordered_map按逐个桶往后遍历 单向++

8.是否关于key有序：map有序，unordered_map无序

9.map是C++98，unordered_mapC++11

 

C++11推出了4个新的关联式容器：unordered_map，unordered_set， unordered_multimap， unordered_multiset， 即加入了unordered系列的容器。

这4个关联式容器与map，multimap，set，multiset功能基本类似，最主要就是底层结构不同，使用场景不容。

如果需要得到一个有序序列，使用红黑树系列的关联式容器，如果需要更高的查询效率，使用以哈希表为底层的关联式容器。 

 

unordered_map是c++11正式加入的对hashmap的官方实现。

unordered_map 原理
hashtable + bucket：

 unordered_map 内部采用 hashtable 的数据结构存储，每个特定的 key 会通过特定的哈希运算映射到一个特定的位置。

一般来说，hashtable 是可能存在冲突的，即不同的key值经过哈希运算之后得到相同的结果。解决方法是：在每个位置放一个桶，用于存放映射到此位置的元素，  当桶内数据量在8以内使用链表来实现桶，当数据量大于8 则自动转换为红黑树结构 也就是有序map的实现结构。




插入过程是：
1、得到 key；
2、通过 hash 函数得到 hash 值；
3、得到桶号（一般都为 hash 值对桶数求模）；
4、存放 key 和 value 在桶内；

取值过程是：
1、得到 key
2、通过 hash 函数得到 hash 值
3、得到桶号（一般都为 hash 值对桶数求模）
4、比较桶的内部元素是否与 key 相等，若都不相等，则没有找到。
5、取出相等的记录的 value。

 

定位时间复杂度为O(1)，同 数组 或者vector之类的连续内存存储结构。

 

查询一个key最差的时间复杂度是：

首先进行一次hash运算找到桶的位置，然后使用链表或者红黑树来继续查找（所有元素在同一个桶里，其他桶位全为空，这个桶位其实就是一个数组下面挂红黑树也就是挂了一个map的结构）,所以时间复杂度是计算hash+O(1)+O(lgn)。

但是这几乎是不可能的。在一个设计正常的hash函数里结果应该是偏向平均的，至少设计方向是偏向平均的。这样时间复杂度就是计算hash+O(1)+O(lg(n/m)), m是桶数（通常设计为2的n次方）。根据时间复杂度的取值规则时间复杂度为O(lgn/m)。

无论是查找效率还是插入、删除效率unordered_map都优于map。所以在对数据不要求有序的情况下，尽量使unordered_map。除非你对数据要求有序才去使用map.

一个桶内的数据量在8以内使用链表来实现桶，当数据量大于8 后转换为红黑树结构的原因：

嗯，根本原因还是红黑树的查找时间复杂度为log n,而链表为n吧；至于为何选择8，查到论坛上有两种说法：

1） 黑树的查找时间的平均复杂度为log n,而链表为n/2，8是一个分割点；

2）泊松分布的角度，，我没有理解。

https://blog.csdn.net/it_qingfengzhuimeng/article/details/99735683

https://www.cnblogs.com/linghu-java/p/10598758.html

Ref:

https://www.jianshu.com/p/56bb01df8ac7

https://www.cnblogs.com/tp-16b/p/9156810.html

https://blog.csdn.net/baihebeijixing/article/details/104349309/