C++11对STL的更新

map与unordered_map

C++11 增加了无序容器 unordered_map/unordered_multimap 和 unordered_set/unordered_multiset,由于这些容器中的元素是不排序的,因此,比有序容器 map/multimap 和 set/multiset 效率更高。 map 和 set 内部是红黑树,在插入元素时会自动排序,而 无序容器内部是散列表( Hash Table),通过哈希( Hash),而不是排序来快速操作元素,使得效率 更高。由于无序容器内部是散列表,因此无序容器的 key 需要提供 hash_value 函数,其他用法和 map/set 的用法是一样的。不过对于自定义的 key,需要提供 Hash 函数和比较函数。

map和unordered_map的差别

需要引入的头文件不同

map: #include < map >

unordered_map: #include < unordered_map >

内部实现机理不同

  • map: map内部实现了一个红黑树(红黑树是非严格平衡二叉搜索树,而AVL是严格平衡二叉搜 索树),红黑树具有自动排序的功能,因此map内部的所有元素都是有序的,红黑树的每一个节点 都代表着map的一个元素。
  • unordered_map: unordered_map内部实现了一个哈希表(也叫散列表,通过把关键码值映射到 Hash表中一个位置来访问记录,查找的时间复杂度可达到O(1),其在海量数据处理中有着广泛应 用)。因此,其元素的排列顺序是无序的。

优缺点以及适用处

map

1.优点:

有序性,这是map结构最大的优点,其元素的有序性在很多应用中都会简化很多的操作

红黑树,内部实现一个红黑书使得map的很多操作在lgn的时间复杂度下就可以实现,因此效率非 常的高

2.缺点:

空间占用率高,因为map内部实现了红黑树,虽然提高了运行效率,但是因为每一个节点都需要额 外保存父节点、孩子节点和红/黑性质,使得每一个节点都占用大量的空间

3.适用处: 对于那些有顺序要求的问题,用map会更高效一些

unordered_map

  1. 优点: 因为内部实现了哈希表,因此其查找速度非常的快
  2. 缺点: 哈希表的建立比较耗费时间
  3. 适用处:对于查找问题,unordered_map会更加高效一些,因此遇到查找问题,常会考虑一下用 unordered_map

总结

1.内存占有率的问题就转化成红黑树 VS hash表 , 还是unorder_map占用的内存要高。

2.但是unordered_map执行效率要比map高很多

3.对于unordered_map或unordered_set容器,其遍历顺序与创建该容器时输入的顺序不一定相 同,因为遍历是按照哈希表从前往后依次遍历的

emplace_back 减少内存拷贝和移动

对于STL容器,C++11后引入了emplace_back接口。 emplace_back是就地构造,不用构造后再次复制到容器中。因此效率更高。

考虑这样的语句:

vector testVec;

testVec.push_back(string(16, 'a'));

上述语句足够简单易懂,将一个string对象添加到testVec中。底层实现:

  • 首先,string(16, ‘a’)会创建一个string类型的临时对象,这涉及到一次string构造过程。
  • 其次,vector内会创建一个新的string对象,这是第二次构造。
  • 最后在push_back结束时,最开始的临时对象会被析构。加在一起,这两行代码会涉及到两次 string构造和一次析构。

c++11可以用emplace_back代替push_back,emplace_back可以直接在vector中构建一个对象,而非 创建一个临时对象,再放进vector,再销毁。emplace_back可以省略一次构建和一次析构,从而达到优化的目的

因为emplace_back只调用构造函数,没有移动构造函数,也没有拷贝构造函数。通过直接构造对象的方式避免了内存的拷贝和移动。

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