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C++中的映射对决:map与unordered-map全解析
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2024-08-08
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C++是一种通用的、面向对象的编程语言,它是由Bjarne Stroustrup在20世纪80年代初作为C语言的扩展而创建的。C++是C语言的一个超集,这意味着它包含了C语言的所有特性,并增加了面向对象编程的特性,如类和继承。C++广泛应用于系统软件、应用软件开发、游戏开发、嵌入式系统、高性能服务器和客户端应用程序等领域。 C++的一些关键特性包括: - 面向对象编程:支持类、继承、多态和封装等概念。 - 泛型编程:通过模板支持,允许编写可以处理多种数据类型的代码。 - 标准库:C++标准库提供了广泛的功能,包括输入输出、字符串操作、数学运算、数据结构等。 - 性能:C++通常提供接近于C语言的性能,因为它允许直接访问内存地址和底层硬件。 - 跨平台:C++代码可以在多种操作系统和硬件平台上编译和运行。 C++语言的标准化过程由国际标准化组织(ISO)进行,最新的标准是C++20。
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### C++中的映射对决:`map`与`unordered_map`全解析
C++是一种通用的、面向对象的编程语言,它是由 Bjarne Stroustrup 在 20 世纪 80 年代初作
为 C 语言的扩展而创建的。C++是 C 语言的一个超集,这意味着它包含了 C 语言的所有特性,
并增加了面向对象编程的特性,如类和继承。C++广泛应用于系统软件、应用软件开发、游
戏开发、嵌入式系统、高性能服务器和客户端应用程序等领域。
C++的一些关键特性包括:
- 面向对象编程:支持类、继承、多态和封装等概念。
- 泛型编程:通过模板支持,允许编写可以处理多种数据类型的代码。
- 标准库:C++标准库提供了广泛的功能,包括输入输出、字符串操作、数学运算、数据结
构等。
- 性能:C++通常提供接近于 C 语言的性能,因为它允许直接访问内存地址和底层硬件。
- 跨平台:C++代码可以在多种操作系统和硬件平台上编译和运行。
C++语言的标准化过程由国际标准化组织(ISO)进行,最新的标准是 C++20。
#### 引言
在 C++标准模板库(STL)中,`map`和`unordered_map`是两种常用的关联容器,它们提供了
键值对(key-value pairs)的存储和查找功能。尽管它们在功能上相似,但在内部实现、性能
特性和使用场景上存在显著差异。本文将深入探讨`map`和`unordered_map`的区别,并提供
详细的代码示例,以帮助读者理解它们的适用场景。
#### `map`和`unordered_map`基础
- **map**:基于红黑树实现,保证元素按关键字排序,提供对数时间复杂度的查找、插入
和删除操作。
- **unordered_map**:基于哈希表实现,元素存储无序,提供平均常数时间复杂度的查找、
插入和删除操作。
#### 内部实现差异
- **map**的元素是有序的,因为它是一个平衡二叉搜索树。这使得`map`可以高效地执行范
围查询和有序遍历。
- **unordered_map**通过哈希函数将键映射到存储位置,不支持有序遍历,但在理想情况
下提供更快的访问速度。
#### 性能比较
- **查找性能**:`unordered_map`在查找时通常提供更快的性能,因为它的平均时间复杂度
是常数级别的。然而,这依赖于哈希函数的质量和冲突解决机制。
- **插入和删除性能**:`map`在插入和删除操作上可能需要重新平衡树,而`unordered_map`
则直接根据哈希值访问元素,通常更快。
#### 代码示例
以下是使用`map`和`unordered_map`的示例代码:
```cpp
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