在C++ STL中插入unordered_map

什么是unordered_map？

unordered_map是C++ STL（标准模板库）中的容器之一，在头文件<unordered_map>中定义。unordered_map是一个关联式容器，它将每个键映射到唯一值。

与普通的map相比，unordered_map更适用于需要快速查找和插入元素的情况。它使用哈希表实现，哈希表是一个根据键直接访问值的数据结构，因此可以在几乎恒定的时间内找到和插入元素。

unordered_map的关键特性包括：

• 快速查找和插入元素（几乎恒定的时间复杂度）
• 可以使用自定义的哈希函数
• 存储键值对，其中键唯一

unordered_map的基本用法

使用unordered_map之前，需要包含<unordered_map>头文件，并使用using命令指定命名空间std来避免使用std::前缀。

下面是一个简单的示例程序，演示unordered_map的基本用法：

#include <iostream>
#include <unordered_map>

using namespace std;

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

    // 插入键值对
    map["apple"] = 3;
    map["banana"] = 2;
    map.insert({"orange", 4});

    // 查找键对应的值
    cout << "apple: " << map["apple"] << endl;

    // 遍历所有键值对
    for (auto it = map.begin(); it != map.end(); ++it) {
        cout << it->first << ": " << it->second << endl;
    }

    return 0;
}

输出结果为：

apple: 3
banana: 2
orange: 4

该程序创建了一个unordered_map对象，然后插入了三个键值对。可以通过[]运算符或insert()方法插入键值对。键值对的类型必须与容器声明时指定的类型匹配。

对于查找操作，可以使用[]运算符获取键对应的值。如果键不存在，会自动添加一个默认值并返回。也可以使用find()方法进行查找，它返回一个迭代器，指向键值对的位置。

最后，遍历所有键值对可以使用迭代器。对于unordered_map，迭代器指向键值对的位置，可以通过迭代器的first和second成员访问键和值。

unordered_map中使用自定义的哈希函数

默认情况下，unordered_map使用std::hash模板类作为哈希函数，该模板类只定义了基本类型的哈希函数，而对于自定义类型，则需要手动实现一个哈希函数。

下面是一个自定义哈希函数的示例，用于计算字符串的哈希值：

struct StringHash {
    size_t operator()(const string& s) const {
        size_t hash = 0;
        for (char c : s) {
            hash = hash * 31 + c;
        }
        return hash;
    }
};

该哈希函数将字符串中每个字符的ASCII码值乘以一个质数31，并加上之前计算的哈希值。可以根据实际需求选择其他的质数。

使用自定义哈希函数创建unordered_map，只需要在容器声明中指定哈希函数即可：

unordered_map<string, int, StringHash> map;

完整的程序示例：

#include <iostream>
#include <string>
#include <unordered_map>

using namespace std;

struct StringHash {
    size_t operator()(const string& s) const {
        size_t hash = 0;
        for (char c : s) {
            hash = hash * 31 + c;
        }
        return hash;
    }
};

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

    // 插入键值对
    map["apple"] = 3;
    map["banana"] = 2;
    map.insert({"orange", 4});

    // 查找键对应的值
    cout << "apple: " << map["apple"] << endl;

    // 遍历所有键值对
    for (auto it = map.begin(); it != map.end(); ++it) {
        cout << it->first << ": " << it->second << endl;
    }

    return 0;
}

总结

unordered_map是一种非常实用的C++ STL容器，可以用于快速查找和插入唯一键值对。了解它的基本用法，以及如何使用自定义哈希函数，可以让程序员编写更高效、更灵活的代码。