C++/C--unordered_map常见用法详解
2024-05-29 04:24:08
文章目录
- 1. std::unordered_map 的定义与特性
- 2. 构造 std::unordered_map
- 3. 赋值操作
- 4. 迭代器操作
- 4.1 指向整个容器中的元素
- 4.2 指向某个桶中的元素
- 5. 容量操作
- 6. 访问操作
- 7. 插入操作
- 8. 删除操作
- 9. 查找操作
- 10. 桶操作
1. std::unordered_map 的定义与特性
所在头文件：
<unordered_map>std::unorederd_map类模板：
template < class Key, // unordered_map::key_typeclass T, // unordered_map::mapped_typeclass Hash = hash<Key>, // unordered_map::hasherclass Pred = equal_to<Key>, // unordered_map::key_equalclass Alloc = allocator< pair<const Key,T> > // unordered_map::allocator_type> class unordered_map;
关联性：std::unorederd_map 是一个关联容器，其中的元素根据键来引用，而不是根据索引来引用。
无序性：在内部，std::unordered_map中的元素不会根据其键值或映射值按任何特定顺序排序，而是根据其哈希值组织到桶中，以允许通过键值直接快速访问各个元素（常量的平均时间复杂度）。
唯一性：std::unorederd_map中的元素的键是唯一的。
一些类型定义：
| 类型成员 | 定义 |
|---|---|
| key_type | 第一个模板参数（Key） |
| mapped_type | 第二个模板参数（T） |
| value_type | pair<const key_type,mapped_type> |
| hasher | 第三个模板参数（Hash） |
| key_equal | 第四个模板参数（Pred） |
2. 构造 std::unordered_map
| 构造方式 | 函数声明 |
|---|---|
| 构造空的 unordered_map |
explicit unordered_map ( size_type n = /* see below */, const hasher& hf = hasher(), const key_equal& eql = key_equal(), const allocator_type& alloc = allocator_type() ); explicit unordered_map ( const allocator_type& alloc ); |
| 由一对范围迭代器指定输入 |
template <class InputIterator> unordered_map(InputIterator first, InputIterator last, size_type n = /* see below */, const hasher& hf = hasher(), const key_equal& eql = key_equal(), const allocator_type& alloc = allocator_type() ); |
| 复制构造 |
unordered_map ( const unordered_map& ump ); unordered_map ( const unordered_map& ump, const allocator_type& alloc ); |
| 移动构造 |
unordered_map ( unordered_map&& ump ); unordered_map ( unordered_map&& ump, const allocator_type& alloc ); |
| 利用初始化列表构造 |
unordered_map (initializer_list<value_type> il, size_type n = /* see below */, const hasher& hf = hasher(), const key_equal& eql = key_equal(), const allocator_type& alloc = allocator_type() ); |
参数解释：
n ： 初始时，桶的最小数量，即最少有多少个桶。
hf ： 哈希函数对象。它是一个函数，根据传递给它的键计算并返回一个整数。
eql ： 比较函数对象。如果传递给它的两个参数相等，则返回true.
例子：
// constructing unordered_maps
#include <iostream>
#include <string>
#include <unordered_map>typedef std::unordered_map<std::string,std::string> stringmap;stringmap merge (stringmap a,stringmap b) {stringmap temp(a); temp.insert(b.begin(),b.end()); return temp;
}int main () {stringmap first; // empty// 一个元素为：{key, value}stringmap second ( {{"apple","red"}, {"lemon","yellow"}} ); // init liststringmap third ( {{"orange","orange"}, {"strawberry","red"}} ); // init liststringmap fourth (second); // copystringmap fifth (merge(third,fourth)); // movestringmap sixth (fifth.begin(),fifth.end()); // rangestd::cout << "sixth contains:"<<endl;for (auto& x: sixth) std::cout << x.first << ":" << x.second<<endl;std::cout << std::endl;system("pause");return 0;
}
运行结果：
3. 赋值操作
| 赋值方式 | 函数声明 |
|---|---|
| 复制 | unordered_map& operator= ( const unordered_map& ump ); |
| 移动 | unordered_map& operator= ( unordered_map&& ump ); |
| 初始化列表 | unordered_map& operator= ( intitializer_list<value_type> il ); |
例子：
// assignment operator with unordered_map
#include <iostream>
#include <string>
#include <unordered_map>typedef std::unordered_map<std::string, std::string> stringmap;stringmap merge(stringmap a, stringmap b) {stringmap temp(a);temp.insert(b.begin(), b.end());return temp;
}int main() {//stringmap first, second, third;//此处连续定义三个会报错。stringmap first = { { "AAPL", "Apple" }, { "MSFT", "Microsoft" } }; // init liststringmap second = { { "GOOG", "Google" }, { "ORCL", "Oracle" } }; // init liststringmap third = merge(first, second); // movefirst = third; // copystd::cout << "first contains:"<<std::endl;for (auto& elem : first)std::cout << elem.first << ":" << elem.second<<std::endl;std::cout << std::endl;system("pause");return 0;
}
运行结果：
4. 迭代器操作
4.1 指向整个容器中的元素
即，“第一个”指整个容器中的第一个，“尾后”指整个容器中的尾后。
| 函数声明 | 解释 |
|---|---|
|
iterator begin() noexcept; const_iterator begin() const noexcept; |
返回一个迭代器，指向第一个元素 |
|
iterator end() noexcept; const_iterator end() const noexcept; |
返回一个迭代器，指向尾后元素 |
| const_iterator cbegin() const noexcept; | 返回一个常量迭代器，指向第一个元素 |
| const_iterator cend() const noexcept; | 返回一个常量迭代器，指向尾后元素 |
4.2 指向某个桶中的元素
即，“第一个”指某个桶中的第一个，“尾后”指某个桶中的尾后。
| 函数声明 | 解释 |
|---|---|
|
local_iterator begin( size_type n ); const_local_iterator begin ( size_type n ) const; |
返回一个迭代器，指向第n个桶内的第一个元素 |
|
local_iterator end(size_type n); const_local_iterator end (size_type n) const; |
返回一个迭代器，指向第n个桶内的尾后元素 |
| const_local_iterator cbegin( size_type n ) const; | 返回一个常量迭代器，指向第n个桶内的第一个元素 |
| const_local_iterator cend( size_type n ) const; | 返回一个常量迭代器，指向第n个桶内的尾后元素 |
例子：
// unordered_map::cbegin/cend example
#include <iostream>
#include <string>
#include <unordered_map>int main() {std::unordered_map<std::string, std::string> mymap= { { "Australia", "Canberra" }, { "U.S.", "Washington" }, { "France", "Paris" } };std::cout << "mymap contains:"<<std::endl;for (auto it = mymap.cbegin(); it != mymap.cend(); ++it)std::cout << it->first << ":" << it->second<<std::endl; // cannot modify *itstd::cout << std::endl;std::cout << "mymap's buckets contain:\n";for (unsigned i = 0; i < mymap.bucket_count(); ++i) {std::cout << "bucket #" << i << " contains:";for (auto local_it = mymap.cbegin(i); local_it != mymap.cend(i); ++local_it)std::cout << local_it->first << ":" << local_it->second;std::cout << std::endl;}system("pause");return 0;
}
运行结果：
5. 容量操作
| 函数声明 | 解释 |
|---|---|
| bool empty() const noexcept; | unordered_map 是否为空 |
| size_type size() const noexcept; | 获取unordered_map 中元素的数量 |
6. 访问操作
| 访问方式 | 函数声明 | 解释 |
|---|---|---|
| 使用方括号（[]） |
mapped_type& operator[] (const key_type& k);
mapped_type& operator[] (key_type&& k); |
如果 k 匹配容器中某个元素的键，则该函数返回该映射值的引用。
如果 k 与容器中任何元素的键都不匹配，则该函数将使用该键插入一个新元素，并返回该映射值的引用。 |
| 使用 at() |
mapped_type& at (const key_type& k);
const mapped_type& at (const key_type& k) const; |
如果 k 匹配容器中某个元素的键，则该函数返回该映射值的引用。
如果 k 与容器中任何元素的键都不匹配，则该函数将抛出 out_of_range 异常。 |
注意：const std::unordered_map 不能使用 operator[] 操作！！
例子：
// unordered_map::at
#include <iostream>
#include <string>
#include <unordered_map>int main() {std::unordered_map<std::string, int> mymap = {{ "Mars", 3000 },{ "Saturn", 60000 },{ "Jupiter", 70000 } };mymap.at("Mars") = 3396;mymap.at("Saturn") += 272;mymap.at("Jupiter") = mymap.at("Saturn") + 9638;for (auto& x : mymap) {std::cout << x.first << ": " << x.second << std::endl;}system("pause");return 0;
}
运行结果：
7. 插入操作
| 插入方式 | 函数声明 | 说明 |
|---|---|---|
| 插入单个元素 |
pair<iterator,bool> insert (const value_type& val);
template <class P> |
返回一个pair，其中第一个值为一个迭代器，指向新插入的元素或其键等于待插入元素的键的元素（原先就已存在的元素）；第二个值是一个bool值，当插入一个新元素时，该值设为true，当该键已存在时，该值设为false |
| 带插入位置提示 |
iterator insert (const_iterator position, const value_type& val);
template <class P> |
返回一个迭代器，该迭代器指向新插入的元素或指向键相等的已存在元素。 |
| 由一对范围迭代器指定输入 |
template <class InputIterator> void insert (InputIterator first, InputIterator last); |
|
| 使用初始化列表指定插入元素 | void insert (initializer_list<value_type> il); |
例子：
// unordered_map::insert
#include <iostream>
#include <string>
#include <unordered_map>int main() {std::unordered_map<std::string, double>myrecipe,mypantry = { { "milk", 2.0 }, { "flour", 1.5 } };std::pair<std::string, double> myshopping("baking powder", 0.3);myrecipe.insert(myshopping); // copy insertionmyrecipe.insert(std::make_pair<std::string, double>("eggs", 6.0)); // move insertionmyrecipe.insert(mypantry.begin(), mypantry.end()); // range insertionmyrecipe.insert({ { "sugar", 0.8 }, { "salt", 0.1 } }); // initializer list insertionstd::cout << "myrecipe contains:" << std::endl;for (auto& x : myrecipe)std::cout << x.first << ": " << x.second << std::endl;std::cout << std::endl;system("pause");return 0;
}
运行结果：
8. 删除操作
| 删除方式 | 函数声明 | 说明 |
|---|---|---|
| 根据元素位置 | iterator erase (const_iterator position); | 返回一个迭代器，指向被删除元素的后一个元素 |
| 根据元素的键 | size_type erase (const key_type& k); | 返回被删除元素的数目，此处为1 |
| 由一对范围迭代器指定删除的范围 | iterator erase (const_iterator first, const_iterator last); | 返回一个迭代器，指向最后一个被删除元素的后一个元素 |
| 删除所有元素 | void clear() noexcept; |
例子：
// unordered_map::erase
#include <iostream>
#include <string>
#include <unordered_map>int main() {std::unordered_map<std::string, std::string> mymap;// populating container:mymap["U.S."] = "Washington";mymap["U.K."] = "London";mymap["France"] = "Paris";mymap["Russia"] = "Moscow";mymap["China"] = "Beijing";mymap["Germany"] = "Berlin";mymap["Japan"] = "Tokyo";// erase examples:mymap.erase(mymap.begin()); // erasing by iteratormymap.erase("France"); // erasing by keymymap.erase(mymap.find("China"), mymap.end()); // erasing by range// show content:for (auto& x : mymap)std::cout << x.first << ": " << x.second << std::endl;system("pause");return 0;
}
运行结果：
9. 查找操作
| 函数声明 | 说明 |
|---|---|
|
iterator find (const key_type& k);
const_iterator find (const key_type& k) const; |
在容器中搜索键值等于 k 的元素，如果找到，则返回一个指向该元素的迭代器，否则返回一个指向unordered_map :: end的迭代器。 |
例子：
// unordered_map::find
#include <iostream>
#include <string>
#include <unordered_map>int main () {std::unordered_map<std::string,double> mymap = {{"mom",5.4},{"dad",6.1},{"bro",5.9} };std::string input;std::cout << "who? ";getline (std::cin,input);// 查找std::unordered_map<std::string,double>::const_iterator got = mymap.find (input);if ( got == mymap.end() )std::cout << "not found";elsestd::cout << got->first << " is " << got->second;std::cout << std::endl;system("pause");return 0;
}
运行结果：
10. 桶操作
| 函数声明 | 说明 |
|---|---|
| size_type bucket_count() const noexcept; | 获取容器中桶的数目 |
| size_type bucket_size ( size_type n ) const; | 获取第 n 个桶中元素的数量 |
| size_type bucket ( const key_type& k ) const; | 获取键为 k 的元素所在桶的序号 |
参考：http://www.cplusplus.com/reference/unordered_map/unordered_map/
以上博文来自：
- W.T.F._C++ std::unordered_map 用法详解
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