map、unordered_map、multimap、unordered_multimap的区别

一、map和unordered_map的区别

(1)需要引入的头文件不同

map: #include <map>
unordered_map: #include <unordered_map>

(2)内部实现机理不同

<1>map

map内部实现了一个红黑树(红黑树是非严格平衡二叉搜索树,而AVL是严格平衡二叉搜索树),红黑树具有自动排序的功能,因此map内部的所有元素都是有序的,红黑树的每一个节点都代表着map的一个元素。因此,对于map进行的查找,删除,添加等一系列的操作都相当于是对红黑树进行的操作,其时间复杂度都是O(logn),最坏和平均都是。map中的元素是按照二叉搜索树(又名二叉查找树、二叉排序树,特点就是左子树上所有节点的键值都小于根节点的键值,右子树所有节点的键值都大于根节点的键值)存储的,使用中序遍历可将键值按照从小到大遍历出来。

<2>unordered_map

unordered_map内部实现了一个哈希表(也叫散列表,通过把关键码值映射到Hash表中一个位置来访问记录,查找的时间复杂度可达到O(1),其在海量数据处理中有着广泛应用)。因此,其元素的排列顺序是无序的。但是并不是unordered_map查询时间一定比map短,因为实际情况中还要考虑到数据量,而且unordered_map的hash函数的构造速度也没那么快,所以不能一概而论,应该具体情况具体分析。

hash_mapunordered_map的底层实现是一样的,但是在C++11中将unordered_map引入了标准库,而hash_map没有,所以建议还是使用unordered_map比较好。
unordered_set就是在哈希表插入value,而这个value就是它自己的key。

(3)优缺点

<1>map
  • 优点
    (1)有序性,这是map结构最大的优点,其元素的有序性在很多应用中都会简化很多的操作;
    (2)红黑树,内部实现一个红黑书使得map的很多操作在logn的时间复杂度下就可以实现,因此效率非常的高
  • 缺点
    空间占用率高,因为map内部实现了红黑树,虽然提高了运行效率,但是因为每一个节点都需要额外保存父节点、孩子节点和红/黑性质,使得每一个节点都占用大量的空间。
<2>unordered_map
  • 优点
    因为内部实现了哈希表,因此其查找速度非常的快
  • 缺点
    哈希表的建立比较耗费时间。

(4)适用性

<1>map

对于那些有顺序要求的问题,用map会更高效一些

<2>unordered_map

对于查找问题,unordered_map会更加高效一些,因此遇到查找问题,常会考虑一下用unordered_map。
对于unordered_mapunordered_set容器,其遍历顺序与创建该容器时输入的顺序不一定相同,因为遍历是按照哈希表从前往后依次遍历的

(5)使用

unordered_map的用法和map完全是一样的,提供了 insert,size,count,find等操作,并且里面的元素也是以pair类型来存贮的。其底层实现是完全不同的,上方已经解释了,但是就外部使用来说却是一致的

二、map和multimap的区别

multimap容器保存的是有序的键/值对,但是可以保存重复的元素multimap中会出现具有相同键值的元素序列。multimap大部分成员函数的使用方式和map相同。因为重复键的原因,multimap有一些函数的使用方式和map有一些区别。

<1>访问元素

multimap不支持下标运算符,因为键并不能确定一个唯一元素。和 map 相似,multimap 也不能使用 at() 函数

<2>删除元素
  • 以待删除元素的迭代器作为参数,这个函数没有返回值;
  • erase()函数以一个键作为参数,它会删除容器中所有含这个键的元素,返回容器中被移除元素的个数
  • 接受两个迭代器参数,这个范围内的所有元素都会被删除。
<3>count函数

multimap 的成员函数 count() 可以知道有多少个元素的键和给定的键相同。

三、unordered_multimap

在该数据结构里面的元素没有顺序,并且可以有多个key值相同

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