map底层unorder_map底层，二者区别，为什么这样设计

Posted 2021-10-07 森明帮大于黑虎帮

文章目录

• 一、unorder_map底层实现
• 二、map与unorder_map的相同点与不同点
• • • 1.map的优点与缺点
    • • 1.map优点
      • 2.map缺点
      • 3.map适用场景
    • 1.unordered_map的优点与缺点
    • • 1.unordered_map的优点
      • 2.unordered_map的缺点
      • 3.unordered_map的适用场景
• 三、什么时候需要用unorder_map，什么时候需要用map

一、unorder_map底层实现

unordered_map底层是用开链法来解决哈希冲突的，用哈希桶实现的。

	template<typename K, typename V>  //每个节点的结构
	struct HashNode
	{
		pair<K, V> _kv;
		HashNode<K,V>* _next;
 
		HashNode(pair<K,V> p)
			:_next(NULL)
			, _kv(p)
		{}
	};
 
	template<typename K, typename V, class HashFunc = _HashFunc<K>> //哈希表的结构，第三个参数是仿函数，为了实现可以存储string
	class HashTable
	{
	protected:
		vector<Node*> _table;
		size_t _size;
	};

• 用一个vector来作为一个指针数组来存储节点的指针，_size来保存当前哈希表中的有效元素个数。
• 由于是K/V结构，所以选择一个pair的结构来存储K/V。
• vector中的每一个元素都指向一个链表，所有节点中需要一个next域的指针来指向下一个节点（采用单链表表结构）。
• 采用模板来实现哈希表可以存储任意数据类型的目的。
• 使用了仿函数技术（为了实现可以存储string）。

二、map与unorder_map的相同点与不同点

1.map的优点与缺点

1.map优点

优点：map内部实现是红黑树，有序性是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，其复杂度为logN。
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
红黑树，内部实现一个红黑书使得map的很多操作在lgn的时间复杂度下就可以实现，因此效率非常的高

2.map缺点

空间占用率高，因为每一个节点都需要额外保存父节点，孩子节点以及红/黑性质，使得每一个节点都占用大量的空间。
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

3.map适用场景

适用处：对于那些有顺序有序要求的问题，用map会更高效一些。
map一般就是用在数据量小于1000或者对内存使用要求比较高的情况下。因为hash table需要申请的空间比较大，而红黑树则是新增一个节点就申请一个节点的空间。

1.unordered_map的优点与缺点

1.unordered_map的优点

内部实现是哈希表，因此其查找速度非常的快，复杂度为O(1)。

2.unordered_map的缺点

更改哈希表的大小，重构哈希表比较耗费时间。

3.unordered_map的适用场景

对于查找无序的数据问题，unordered_map会更加高效一些。
如果数据量大的话并且需要频繁查找的话，就可以使用hash table实现的map了。这个时候内存已经不是主要的问题所在，而是查找时间了，这种情况下hash table的查找速度是常数而红黑树是O(log(n))，对于后者1024个数据最坏情况下要10次比较，在频繁查找的情况下这种时间耗费是很大的。

三、什么时候需要用unorder_map，什么时候需要用map

总 体来说，hash_map 查找速度会比map快，而且查找速度基本和数据数据量大小，属于常数级别;而map的查找速度是log(n)级别。并不一定常数就比log(n)小， hash还有hash函数的耗时，明白了吧，如果你考虑效率，特别是在元素达到一定数量级时，考虑考虑hash_map。但若你对内存使用特别严格，希望 程序尽可能少消耗内存，那么一定要小心，hash_map可能会让你陷入尴尬，特别是当你的hash_map对象特别多时，你就更无法控制了，而且 hash_map的构造速度较慢。

现在知道如何选择了吗？权衡三个因素: 查找速度, 数据量, 内存使用。

内存占有率的问题就转化成红黑树 VS hash表 , 还是unorder_map占用的内存要高。
但是unordered_map执行效率要比map高很多
对于unordered_map或unordered_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
map和unordered_map的使用:
unordered_map的用法和map是一样的，提供了 insert，size，count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。