P4【知识点】【数据结构】【哈希表】C++版

此博客参考C++哈希表unordered_map的使用以及与map和hash_map的对比_unorderedmap和hashmap-CSDN博客

c++中map与unordered_map的区别

map内部实现了一个红黑树，该结构具有自动排序的功能，因此map内部的所有元素都是有序的，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这样的操作，故红黑树的效率决定了map的效率。

unordered_map内部实现了一个哈希表，因此元素的排列顺序是无序的，杂乱的。

map与unordered_map的优缺点：

map优点是有序性，可以简化很多操作，缺点空间占用率高

unordered_map优点查找速度快，建立耗费时间

map与unordered_map的适用处：

map适用于需要顺序要求的问题，unordered_map适用于查找问题。

unordered_map是hash_map的替代名称

从 C++ 11 开始，hash_map 实现已被添加到标准库中。但为了防止与已开发的代码存在冲突，决定使用替代名称 unordered_map。这个名字其实更具描述性，因为它暗示了该类元素的无序性。

哈希表的内部过程

hash_map，首先分配一大片内存，形成许多桶。是利用hash函数，对key进行映射到不同区域（桶）进行保存。其插入过程是：

1、得到key
2、通过hash函数得到hash值
3、得到桶号(一般都为hash值对桶数求模)
4、存放key和value在桶内。

其取值过程是：
1、得到key
2、通过hash函数得到hash值
3、得到桶号(一般都为hash值对桶数求模)
4、比较桶的内部元素是否与key相等，若都不相等，则没有找到。
5、取出相等的记录的value。
hash_map中直接地址用hash函数生成，解决冲突，用比较函数解决。这里可以看出，如果每个桶内部只有一个元素，那么查找的时候只有一次比较。当许多桶内没有值时，许多查询就会更快了(指查不到的时候).

具体实现《unordered_map》：

1.创建哈希表

#include <unordered_map>  
  
std::unordered_map<std::string, int> hashTable;

2.添加元素

hashTable["key1"] = 1;  
hashTable["key2"] = 2;

3.删除元素

// 通过迭代器删除
    mymap5.erase(mymap5.begin());
    // 通过 Key 值删除
    mymap5.erase("France");
    // 通过迭代器范围删除
    mymap5.erase(mymap5.find("China"), mymap5.end());
 
    // 基于范围的 for 循环，遍历展示删除后的 mymap
    for (auto& x : mymap5)
        std::cout << x.first << ": " << x.second << std::endl;

4.修改元素

hashTable["key2"] = 3; // 如果key2存在，则覆盖其值；如果不存在，则添加新的键值对

5.获取key的值

int value = hashTable["key2"]; // 如果key不存在，这将触发std::unordered_map的默认构造，并插入新元素  
// 更安全的做法是先检查key是否存在  
if (hashTable.find("key2") != hashTable.end()) {  
    int value = hashTable["key2"];  
    // 使用value  
}

6.检查key是否存在

if (hashTable.find("key2") != hashTable.end()) {  
    // key存在  
}

7.哈希表长度

size_t length = hashTable.size();

8.哈希表是否有元素

bool hasElements = !hashTable.empty();

具体实现《map》:与哈希表基本操作类似

力扣练习：

【217】存在重复元素

【389】找不同

【496】下一个更大的元素I