C++ STL中的unordered_map load_factor

在C++ STL（标准模板库）中，unordered_map是一个哈希表（unordered associative container）的实现，它的查找和插入操作平均时间复杂度为O(1)。unordered_map内部实现了一些策略来提高哈希表的效率，其中一个非常重要的参数就是load_factor。

什么是load_factor

load_factor即是负载因子，是一个浮点数，表示哈希表中实际元素的个数和桶（bucket）数的比值。当load_factor超过某个阈值时（默认值为1.0），哈希表就需要重新分配更大的空间，以减少碰撞（collision）的概率并保持平均复杂度为常数。

如何设置load_factor

在创建unordered_map的时候，可以通过构造函数或reserve()函数来设置桶的数量，并在max_load_factor()函数中设置load_factor的最大值。例如：

#include <iostream>
#include <unordered_map>

int main() {
    std::unordered_map<int, std::string> map;

    map.reserve(100);                   // 设置桶的数量为100
    map.max_load_factor(0.5);           // 设置load_factor的最大值为0.5

    // 插入元素
    for (int i = 0; i < 50; ++i) {
        map[i] = std::to_string(i) + "th element";
    }

    std::cout << "当前桶的数量为：" << map.bucket_count() << std::endl;
    std::cout << "当前元素个数为：" << map.size() << std::endl;
    std::cout << "当前load_factor为：" << map.load_factor() << std::endl;

    return 0;
}

在上述示例中，我们通过reserve()函数将桶的数量设置为100，并使用max_load_factor()函数将load_factor的最大值设置为0.5。插入50个元素后，程序输出的结果如下：

当前桶的数量为：193
当前元素个数为：50
当前load_factor为：0.259067

可以看到，哈希表的实际桶数量为193，远大于预留的100个，但由于元素个数较少，load_factor的值只有0.26，也没有超过最大值0.5。

总结

unordered_map是C++ STL中的一个高效哈希表实现，通过调整load_factor和桶的数量，可以使哈希表的性能得到最大化的发挥。在实际应用中，建议根据具体情况灵活设置load_factor值和桶的数量。