迭代 unordered_map 的复杂性是啥

Posted 2023-02-17

【中文标题】迭代 unordered_map 的复杂性是啥

【英文标题】：what is the complexity of iterating an unordered_map迭代 unordered_map 的复杂性是什么

【发布时间】：2021-06-30 18:47:21

【问题描述】：

迭代使用散列和链接实现的 unordered_map 的复杂性是多少？具体来说，这是否涉及遍历所有存储桶，在这种情况下，复杂性是 O(Buckets + NElements) 与理想的，例如O(NElements)

【问题讨论】：

来自iterator.requirements.general，“迭代器的所有类别只需要在恒定时间内（摊销）对给定类别可实现的那些功能。因此，迭代器的需求表和概念定义没有指定复杂。”所以增量是 O(1)，穿过整个容器是 O(N)。

@1201ProgramAlarm：该要求似乎与迭代器适配器（以及范围提案中的过滤器等）不兼容。

【参考方案1】：

遍历unordered_map 的复杂度是多少？

O(N) 其中 N 是存储的元素数。标准的most relevant part：

迭代器的所有类别只需要在恒定时间内（摊销）对给定类别可实现的那些函数。因此，迭代器的需求表没有复杂度列。

您可以在例如this answer

..使用散列和链式实现？

所有无序映射都使用链式散列 - 请参阅 here。

具体而言，这是否涉及遍历所有存储桶，在这种情况下，复杂度是 O(Buckets + NElements) 与理想的，例如O(N个元素)

它完成了您所说的“理想”。在 GCC 的情况下，桶将迭代器保存到一个单链表中，并且在迭代容器时通常会遍历更短的列表。通常是因为即使不更改默认的max_load_factor() 1.0，桶的数量也有可能完全等于元素的数量——任何比这更多的元素都会触发调整大小。但是，当几乎所有元素都被删除时，迭代的大 O 效率变得更加重要，因为桶的数量不会自动向下调整（即减少）。

【讨论】：

感谢 Tony，有了单链表，大概那里的节点有一个链接返回到它们所属的存储桶以处理删除？

@user3882729：好问题。实际上，GCC的无序容器迭代器只有一个指向节点的指针，而节点只有一个指向next-node和storage的指针，但是在“storage”中既有值对象又有哈希码，所以可以划分通过桶计数预先计算的哈希值来找到桶。您可以在 gdb 中轻松看到：(gdb) print *it._M_cur $2 = [...]<std::__detail::_Hash_node_base> = _M_nxt = 0x41a330, _M_storage = [...] __data = "\006\000\000", __align = <No data fields>, _M_hash_code = 6