unordered_map和unordered_set是C++11标准模板库(STL)中引入的两个重要的无序关联式容器。它们提供了基于哈希表的快速元素访问能力,与基于红黑树的有序关联式容器(如map和set)形成对比,它们之间存在显著的区别。
1、底层实现与数据结构
unordered_map和unordered_set:
- 底层实现:基于哈希表。
- 数据结构:利用哈希函数将元素映射到特定的桶(buckets)中,以实现快速的插入、查找和删除操作。
map和set:
- 底层实现:基于红黑树,这是一种自平衡的二叉查找树。
- 数据结构:元素按照键值有序存储,支持高效的查找、插入和删除操作。
2、元素存储顺序
unordered_map和unordered_set:元素在内部同样不以任何特定的顺序排列,而是根据哈希值将元素散列到不同的桶中。
map和set:元素按照值的大小顺序进行排序,支持高效的查找、插入和删除操作。
3、性能特点
unordered_map和unordered_set:
- 查找、插入和删除操作的时间复杂度在平均情况下为O(1),但在最坏情况下可能达到O(n),这取决于哈希函数的分布和哈希表的装载因子。
- 由于使用了哈希表,它们通常比map和set在插入、查找和删除操作上有更快的性能。
map和set:
- 查找、插入和删除操作的时间复杂度为O(log n),因为底层实现是基于红黑树的。
- 在有序状态下进行查找操作时具有稳定的对数时间复杂度。
4、迭代器
unordered_map和unordered_set:
- 迭代器至少是前向迭代器,能够遍历容器中的元素,但遍历顺序不确定。
map和set:
- 迭代器提供双向遍历能力,支持前后遍历元素。