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STL无序容器之unordered_map和unordered_multimap

作者：互联网

参考链接
map 容器中存储的数据是有序的，而 unordered_map 容器中是无序的。

unordered_map 容器在<unordered_map>头文件中，并位于 std 命名空间中。

参数含义
<key,T>前 2 个参数分别用于确定键值对中键和值的类型，也就是存储键值对的类型。
Hash = hash用于指明容器在存储各个键值对时要使用的哈希函数，默认使用 STL 标准库提供的 hash 哈希函数。注意，默认哈希函数只适用于基本数据类型（包括 string 类型），而不适用于自定义的结构体或者类。
Pred = equal_to要知道，unordered_map 容器中存储的各个键值对的键是不能相等的，而判断是否相等的规则，就由此参数指定。默认情况下，使用 STL 标准库中提供的 equal_to 规则，该规则仅支持可直接用 == 运算符做比较的数据类型。

当无序容器中存储键值对的键为自定义类型时，默认的哈希函数 hash 以及比较函数 equal_to 将不再适用，只能自己设计适用该类型的哈希函数和比较函数，并显式传递给 Hash 参数和 Pred 参数。

创建unordered_map容器的方法

unordered_map容器的成员方法

成员方法功能
begin()返回指向容器中第一个键值对的正向迭代器。
end()返回指向容器中最后一个键值对之后位置的正向迭代器。
cbegin()和 begin() 功能相同，只不过在其基础上增加了 const 属性，即该方法返回的迭代器不能用于修改容器内存储的键值对。
cend()和 end() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，即该方法返回的迭代器不能用于修改容器内存储的键值对。
empty()若容器为空，则返回 true；否则 false。
size()返回当前容器中存有键值对的个数。
max_size()返回容器所能容纳键值对的最大个数，不同的操作系统，其返回值亦不相同。
operator[key]该模板类中重载了 [] 运算符，其功能是可以向访问数组中元素那样，只要给定某个键值对的键 key，就可以获取该键对应的值。注意，如果当前容器中没有以 key 为键的键值对，则其会使用该键向当前容器中插入一个新键值对。
at(key)返回容器中存储的键 key 对应的值，如果 key 不存在，则会抛出 out_of_range 异常。
find(key)查找以 key 为键的键值对，如果找到，则返回一个指向该键值对的正向迭代器；反之，则返回一个指向容器中最后一个键值对之后位置的迭代器（如果 end() 方法返回的迭代器）。
count(key)在容器中查找以 key 键的键值对的个数。
equal_range(key)返回一个 pair 对象，其包含 2 个迭代器，用于表明当前容器中键为 key 的键值对所在的范围。
emplace()向容器中添加新键值对，效率比 insert() 方法高。
emplace_hint()向容器中添加新键值对，效率比 insert() 方法高。
insert()向容器中添加新键值对。
erase()删除指定键值对。
clear()清空容器，即删除容器中存储的所有键值对。
swap()交换 2 个 unordered_map 容器存储的键值对，前提是必须保证这 2 个容器的类型完全相等。
bucket_count()返回当前容器底层存储键值对时，使用桶（一个线性链表代表一个桶）的数量。
max_bucket_count()返回当前系统中，unordered_map 容器底层最多可以使用多少桶。
bucket_size(n)返回第 n 个桶中存储键值对的数量。
bucket(key)返回以 key 为键的键值对所在桶的编号。
load_factor()返回 unordered_map 容器中当前的负载因子。负载因子，指的是的当前容器中存储键值对的数量（size()）和使用桶数（bucket_count()）的比值，即 load_factor() = size() / bucket_count()。
max_load_factor()返回或者设置当前 unordered_map 容器的负载因子。
rehash(n)将当前容器底层使用桶的数量设置为 n。
reserve()将存储桶的数量（也就是 bucket_count() 方法的返回值）设置为至少容纳count个元（不超过最大负载因子）所需的数量，并重新整理容器。
hash_function()返回当前容器使用的哈希函数对象。

equal_range(key) 很少用于 unordered_map 容器，因为该容器中存储的都是键不相等的键值对，即便调用该成员方法，得到的 2 个迭代器所表示的范围中，最多只包含 1 个键值对。事实上，该成员方法更适用于 unordered_multimap 容器

#include <iostream>
#include <string>
#include <unordered_map>
using namespace std;
int main()
{
    //创建空 umap 容器
    unordered_map<string, string> umap;
    //向 umap 容器添加新键值对
    umap.emplace("Python教程", "http://c.biancheng.net/python/");
    umap.emplace("Java教程", "http://c.biancheng.net/java/");
    umap.emplace("Linux教程", "http://c.biancheng.net/linux/");
    //输出 umap 存储键值对的数量
    cout << "umap size = " << umap.size() << endl;
    //使用迭代器输出 umap 容器存储的所有键值对
    for (auto iter = umap.begin(); iter != umap.end(); ++iter) {
        cout << iter->first << " " << iter->second << endl;
    }
    return 0;
}

unordered_map迭代器的用法

unordered_map 容器迭代器的类型为前向迭代器（又称正向迭代器）。这意味着，假设 p 是一个前向迭代器，则其只能进行 *p、p++、++p 操作，且 2 个前向迭代器之间只能用 == 和 != 运算符做比较。

#include <iostream>
#include <string>
#include <unordered_map>
using namespace std;
int main()
{
    //创建 umap 容器
    unordered_map<string, string> umap{
        {"Python教程","http://c.biancheng.net/python/"},
        {"Java教程","http://c.biancheng.net/java/"},
        {"Linux教程","http://c.biancheng.net/linux/"} };
    cout << "umap 存储的键值对包括：" << endl;
    //遍历输出 umap 容器中所有的键值对
    for (auto iter = umap.begin(); iter != umap.end(); ++iter) {
        cout << "<" << iter->first << ", " << iter->second << ">" << endl;
    }
    //获取指向指定键值对的前向迭代器
    unordered_map<string, string>::iterator iter = umap.find("Java教程");
    cout <<"umap.find(\"Java教程\") = " << "<" << iter->first << ", " << iter->second << ">" << endl;
    return 0;
}

在操作 unordered_map 容器过程（尤其是向容器中添加新键值对）中，一旦当前容器的负载因子超过最大负载因子（默认值为 1.0），该容器就会适当增加桶的数量（通常是翻一倍），并自动执行 rehash() 成员方法，重新调整各个键值对的存储位置（此过程又称“重哈希”），此过程很可能导致之前创建的迭代器失效。

所谓迭代器失效，针对的是那些用于表示容器内某个范围的迭代器，由于重哈希会重新调整每个键值对的存储位置，所以容器重哈希之后，之前表示特定范围的迭代器很可能无法再正确表示该范围。但是，重哈希并不会影响那些指向单个键值对元素的迭代器。

#include <iostream>
#include <unordered_map>
using namespace std;
int main()
{
    //创建 umap 容器
    unordered_map<int, int> umap;
    //向 umap 容器添加 50 个键值对
    for (int i = 1; i <= 50; i++) {
        umap.emplace(i, i);
    }
    //获取键为 49 的键值对所在的范围
    auto pair = umap.equal_range(49);
    //输出 pair 范围内的每个键值对的键的值
    for (auto iter = pair.first; iter != pair.second; ++iter) {
        cout << iter->first <<" ";
    }
    cout << endl;
    //手动调整最大负载因子数
    umap.max_load_factor(3.0);
    //手动调用 rehash() 函数重哈希
    umap.rehash(10);
    //重哈希之后，pair 的范围可能会发生变化
    for (auto iter = pair.first; iter != pair.second; ++iter) {
        cout << iter->first << " ";
    }
    return 0;
}

unordered_map获取元素的4种方法

unordered_map insert()用法

unordered_map emplace()和emplace_hint()方法

它们完成“向容器中添加新键值对”的效率，要比 insert() 方法高。

emplace()

template <class... Args>
    pair<iterator, bool> emplace ( Args&&... args );

参数 args 表示可直接向该方法传递创建新键值对所需要的 2 个元素的值，其中第一个元素将作为键值对的键，另一个作为键值对的值。也就是说，该方法无需我们手动创建键值对，其内部会自行完成此工作。

该方法的返回值为 pair 类型值，其包含一个迭代器和一个 bool 类型值：

#include <iostream>
#include <string>
#include <unordered_map>
using namespace std;
int main()
{
    //创建 umap 容器
    unordered_map<string, string> umap;
    //定义一个接受 emplace() 方法的 pair 类型变量
    pair<unordered_map<string, string>::iterator, bool> ret;
    //调用 emplace() 方法
    ret = umap.emplace("STL教程", "http://c.biancheng.net/stl/");
    //输出 ret 中包含的 2 个元素的值
    cout << "bool =" << ret.second << endl;
    cout << "iter ->" << ret.first->first << " " << ret.first->second << endl;
    return 0;
}

emplace_hint()

template <class... Args>
    iterator emplace_hint ( const_iterator position, Args&&... args );

emplace_hint() 方法内部会自行构造新键值对，因此我们只需向其传递构建该键值对所需的 2 个元素（第一个作为键，另一个作为值）即可。不同之处在于：

#include <iostream>
#include <string>
#include <unordered_map>
using namespace std;
int main()
{
    //创建 umap 容器
    unordered_map<string, string> umap;
    //定义一个接受 emplace_hint() 方法的迭代器
    unordered_map<string,string>::iterator iter;
    //调用 empalce_hint() 方法
    iter = umap.emplace_hint(umap.begin(),"STL教程", "http://c.biancheng.net/stl/");
    //输出 emplace_hint() 返回迭代器 iter 指向的键值对的内容
    cout << "iter ->" << iter->first << " " << iter->second << endl;
    return 0;
}

unordered_map删除元素：erase()和clear()

erase()

clear()

一次性删除 unordered_map 容器中存储的所有键值对

#include <iostream>
#include <string>
#include <unordered_map>
using namespace std;
int main()
{
    //创建 umap 容器
    unordered_map<string, string> umap{
        {"STL教程", "http://c.biancheng.net/stl/"},
        {"Python教程", "http://c.biancheng.net/python/"},
        {"Java教程", "http://c.biancheng.net/java/"} };
    //输出 umap 容器中存储的键值对
    for (auto iter = umap.begin(); iter != umap.end(); ++iter) {
        cout << iter->first << " " << iter->second << endl;
    }
    //删除容器内所有键值对
    umap.clear();
    cout << "umap size = " << umap.size() << endl;
    return 0;
}

unordered_multimap容器

unordered_multimap 容器和 unordered_map 容器一样，定义在<unordered_map>头文件，且位于 std 命名空间中。

创建C++ unordered_multimap容器的方法和unordered_map类似，此处省略。

unordered_multimap容器的成员方法和 unordered_map 容器相比，unordered_multimap 容器的类模板中没有重载 [ ] 运算符，也没有提供 at() 成员方法，除此之外它们完全一致。

#include <iostream>
#include <string>
#include <unordered_map>
using namespace std;
int main()
{
    //创建空容器
    std::unordered_multimap<std::string, std::string> myummap;
    //向空容器中连续添加 5 个键值对
    myummap.emplace("Python教程", "http://c.biancheng.net/python/");
    myummap.emplace("STL教程", "http://c.biancheng.net/stl/");
    myummap.emplace("Java教程", "http://c.biancheng.net/java/");
    myummap.emplace("C教程", "http://c.biancheng.net");
    myummap.emplace("C教程", "http://c.biancheng.net/c/");
    //输出 muummap 容器存储键值对的个数
    cout << "myummmap size = " << myummap.size() << endl;
    //利用迭代器输出容器中存储的所有键值对
    for (auto iter = myummap.begin(); iter != myummap.end(); ++iter) {
        cout << iter->first << " " << iter->second << endl;
    }
    return 0;
}

标签：map,multimap,容器,umap,键值,include,unordered
来源： https://blog.csdn.net/andyjkt/article/details/116493853