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unordered_map讲解1. 引入头文件2. 基本概念3. 声明和初始化4. 基本操作插入元素访问元素删除元素查找元素迭代器 5. 注意事项6. 总结
unordered_map讲解
<unordered_map> 是 C++ 标准库中的一个头文件，提供了哈希表的实现，即无序关联容器。std::unordered_map 是一种关联容器，它使用哈希表来存储键值对，从而提供平均常数时间复杂度的查找、插入和删除操作。以下是对 <unordered_map> 详细讲解，包括其主要特性、使用方法和注意事项。
1. 引入头文件
#include <unordered_map>2. 基本概念
键值对：std::unordered_map 中的每个元素都是一个键值对（key-value pair），其中键是唯一的，值可以重复。哈希表：std::unordered_map 使用哈希表来存储元素，通过哈希函数将键映射到桶中，从而提供快速的查找和更新操作。 3. 声明和初始化
#include <unordered_map>#include <iostream>int main() { std::unordered_map<int, std::string> umap; // 创建一个空的 unordered_map std::unordered_map<int, std::string> umap2 = {{1, "one"}, {2, "two"}, {3, "three"}}; // 使用初始化列表 return 0;}4. 基本操作
插入元素
insert(): 插入键值对emplace(): 原地构造键值对 #include <unordered_map>#include <iostream>int main() { std::unordered_map<int, std::string> umap; umap.insert({1, "one"}); // 使用 insert() 插入键值对 umap.emplace(2, "two"); // 使用 emplace() 原地构造键值对 return 0;}访问元素
operator[]: 通过键访问或插入元素at(): 通过键访问元素，若键不存在则抛出异常 #include <unordered_map>#include <iostream>int main() { std::unordered_map<int, std::string> umap = {{1, "one"}, {2, "two"}}; std::cout << umap[1] << std::endl; // 输出 "one" std::cout << umap.at(2) << std::endl; // 输出 "two" // 若键不存在，operator[] 会插入一个新的元素，at() 则会抛出异常 std::cout << umap[3] << std::endl; // 输出空字符串，并插入 {3, ""} try { std::cout << umap.at(4) << std::endl; // 抛出异常 } catch (const std::out_of_range& e) { std::cout << e.what() << std::endl; } return 0;}删除元素
erase(): 删除指定键的元素或删除指定位置的元素 #include <unordered_map>#include <iostream>int main() { std::unordered_map<int, std::string> umap = {{1, "one"}, {2, "two"}, {3, "three"}}; umap.erase(2); // 删除键为 2 的元素 for (const auto& pair : umap) { std::cout << pair.first << ": " << pair.second << std::endl; } return 0;}查找元素
find(): 查找键并返回指向该元素的迭代器count(): 返回指定键的出现次数（对于 unordered_map，结果要么是 0 要么是 1） #include <unordered_map>#include <iostream>int main() { std::unordered_map<int, std::string> umap = {{1, "one"}, {2, "two"}, {3, "three"}}; auto it = umap.find(2); // 查找键为 2 的元素 if (it != umap.end()) { std::cout << "Found: " << it->first << ": " << it->second << std::endl; } else { std::cout << "Not found" << std::endl; } std::cout << "Count of key 3: " << umap.count(3) << std::endl; // 输出 1 std::cout << "Count of key 4: " << umap.count(4) << std::endl; // 输出 0 return 0;}迭代器
begin(): 返回指向第一个元素的迭代器end(): 返回指向最后一个元素后一位置的迭代器 #include <unordered_map>#include <iostream>int main() { std::unordered_map<int, std::string> umap = {{1, "one"}, {2, "two"}, {3, "three"}}; for (auto it = umap.begin(); it != umap.end(); ++it) { std::cout << it->first << ": " << it->second << std::endl; } return 0;}5. 注意事项
无序性：std::unordered_map 中的元素无序存储，不能依赖元素的插入顺序或访问顺序。哈希函数：默认情况下，std::unordered_map 使用 std::hash 来计算键的哈希值。如果需要自定义哈希函数，可以在模板参数中指定。负载因子：哈希表的性能与负载因子相关。负载因子是元素数量与桶数量的比值。通过 load_factor() 可以获取当前负载因子，通过 max_load_factor() 可以设置最大负载因子。性能：std::unordered_map 的平均时间复杂度是常数时间，但在最坏情况下可能退化为线性时间。选择合适的哈希函数和负载因子可以提高性能。 6. 总结
<unordered_map> 提供了高效的键值对存储和查找功能，是 C++ 标准库中非常有用的容器之一。通过掌握其基本操作和注意事项，可以在各种编程场景中高效地使用 std::unordered_map。