news 2026/9/16 12:40:23

【C++】unordered_set和unordered_multiset

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张小明

前端开发工程师

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【C++】unordered_set和unordered_multiset

1.unordered_set系列的使用

1.1 unordered_set和unordered_multiset参考文档

参考文档

1.2 unordered_set类的介绍

• unordered_set的声明如下,Key就是unordered_set底层关键字的类型
• unordered_set默认要求Key支持转换为整形,如果不支持或者想按自己的需求走可以自行实现支持将Key转成整形的仿函数传给第二个模板参数
• unordered_set默认要求Key支持比较相等,如果不支持或者想按自己的需求走可以自行实现支持将Key比较相等的仿函数传给第三个模板参数
• unordered_set底层存储数据的内存是从空间配置器申请的,如果需要可以自己实现内存池,传给第四个参数。
一般情况下,我们都不需要传后三个模板参数
• unordered_set底层是用哈希桶实现,增删查平均效率是O(1),迭代器遍历不再有序,为了跟set区分,所以取名unordered_set。
• 前面部分我们已经学习了set容器的使用,set和unordered_set的功能高度相似,只是底层结构不同,有一些性能和使用差异,这里我们只讲他们的差异部分。

template<classKey,// unordered_set::key_type/value_typeclassHash=hash<Key>,// unordered_set::hasherclassPred=equal_to<Key>,// unordered_set::key_equalclassAlloc=allocator<Key>// unordered_set::allocator_typeclassunordered_set;

1.3 unordered_set和set的使用差异

• 查看文档我们会发现unordered_set的支持增删查且跟set的使用一模一样,关于使用我们这里就不再赘述和演示了。
• unordered_set和set的第一个差异是对key的要求不同,set要求Key支持小于比较,而unordered_set要求Key支持转成整形且支持等于比较,要理解unordered_set的这个两点要求得后续我们结合哈希表底层实现才能真正理解,也就是说这本质是哈希表的要求。
• unordered_set和set的第二个差异是迭代器的差异,set的iterator是双向迭代器,unordered_set是单向迭代器,其次set底层是红黑树,红黑树是二叉搜索树,走中序遍历是有序的,所以set迭代器遍历是有序+去重。而unordered_set底层是哈希表,迭代器遍历是无序+去重。
• unordered_set和set的第三个差异是性能的差异,整体而言大多数场景下,unordered_set的增删查改更快一些,因为红黑树增删查改效率是O(logN),而哈希表增删查平均效率是O(1),具体可以参看下面代码的演示的对比差异。

pair<iterator,bool>insert(constvalue_type&val);size_typeerase(constkey_type&k);iteratorfind(constkey_type&k);#include<unordered_set>#include<unordered_map>#include<set>#include<iostream>usingnamespacestd;inttest_set2(){constsize_t N=1000000;unordered_set<int>us;set<int>s;vector<int>v;v.reserve(N);srand(time(0));for(size_t i=0;i<N;++i){//v.push_back(rand()); // N比较大时,重复值比较多v.push_back(rand()+i);// 重复值相对少//v.push_back(i); // 没有重复,有序}size_t begin1=clock();for(autoe:v){s.insert(e);}size_t end1=clock();cout<<"set insert:"<<end1-begin1<<endl;size_t begin2=clock();us.reserve(N);for(autoe:v){us.insert(e);}size_t end2=clock();cout<<"unordered_set insert:"<<end2-begin2<<endl;intm1=0;size_t begin3=clock();for(autoe:v){autoret=s.find(e);if(ret!=s.end()){++m1;}}size_t end3=clock();cout<<"set find:"<<end3-begin3<<"->"<<m1<<endl;intm2=0;size_t begin4=clock();for(autoe:v){autoret=us.find(e);if(ret!=us.end()){++m2;}}size_t end4=clock();cout<<"unorered_set find:"<<end4-begin4<<"->"<<m2<<endl;cout<<"插入数据个数:"<<s.size()<<endl;cout<<"插入数据个数:"<<us.size()<<endl<<endl;size_t begin5=clock();for(autoe:v){s.erase(e);}size_t end5=clock();cout<<"set erase:"<<end5-begin5<<endl;size_t begin6=clock();for(autoe:v){us.erase(e);}size_t end6=clock();cout<<"unordered_set erase:"<<end6-begin6<<endl<<endl;return0;}intmain(){test_set2();return0;}

1.4 unordered_multimap/unordered_multiset

• unordered_multimap/unordered_multiset跟multimap/multiset功能完全类似,支持Key冗余。
• unordered_multimap/unordered_multiset跟multimap/multiset的差异也是三个方面的差异,key的要求的差异,iterator及遍历顺序的差异,性能的差异。

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