何时应在 std::unordered_map/std::unordered_set 上使用 std::map/std::set？答案

【问题标题】：When std::map/std::set should be used over std::unordered_map/std::unordered_set?何时应在 std::unordered_map/std::unordered_set 上使用 std::map/std::set？
【发布时间】：2021-05-30 12:46:47
【问题描述】：

在新标准中引入了 std::unordered_map/std::unordered_set，它使用哈希函数，并且在我们不需要迭代集合的情况下，插入/删除/获取元素的平均复杂度恒定特别是，似乎没有理由使用“旧”std::map/std::set？或者当 std::map/std::set 是更好的选择时，还有其他一些情况/原因？就像他们是前任一样。更少的内存消耗，或者它们对“无序”版本的唯一优点是排序？

【问题讨论】：

FWIW，不要使用标准提供的无序容器。它们基本上需要是链表的向量。那里有更好的基于开源哈希的容器。我的建议是仅在需要维护排序顺序时使用std::map/std::set。否则使用基于哈希的容器。
有序映射/集合的优点是它们是有序的。这真的是我能想到使用它们的唯一原因。
@NathanOliver 那里的“更好”哈希图（例如 absl ）更适合许多用途，但不是全部。我尝试用我们图书馆中的那些替代品替换 unordered_set/map，在某些地方这是一个不错的收获，在一半的地方这是一个灾难性的损失。
@Johy 简单的答案是，当您需要性能时，每次使用时，请使用缓存友好的内容，在本例中为 unordered_map 和 unordered_set。但请记住，如果您将这些结构用于 buffers 并尝试从多线程上下文中访问它们，您可能会遇到麻烦，因为有时底层数组必须增长（list 与vector)。本质上，在您做出最终决定之前进行基准测试和分析。
@NathanOliver 从我对tessil、abseil 和abseil 和skarupke 最流行的robin hood 和hopscotch 实现的经验来看，除了简单之外，它们根本无法使用类型。如果你甚至需要存储smart pointers，性能只会下降，而糟糕的hash function，其中一些会简单地放弃并崩溃或内存不足。所以我建议在决定使用 std 以外的任何东西之前进行基准测试。

标签： c++ algorithm c++11 hash std

【解决方案1】：

它们是有序的，写<我们比写哈希和相等更容易。

永远不要低估易用性，因为 90% 的代码对代码性能的影响微乎其微。加快 10% 的速度可以节省您为另一种类型编写散列所花费的时间。

OTOH，一个好的哈希组合器只写一次，get-state-as-tie 使 <、== 和 hash 几乎免费。

具有基于节点的操作的容器之间的拼接保证可能会更好，因为拼接到哈希映射中并不像良好的有序容器拼接那样免费。但我不确定。

最后，迭代器失效保证不同。盲目地用无序的喵喵代替成熟的测试喵喵可能会产生错误。也许地图的失效功能对你来说是值得的。

【讨论】：

"一个好的哈希组合器只写一次，get-state-as-tie 使得。"你能解释一下吗？给我详细的？
@John Sure。你能解释一下你理解或认识的粗体文本吗？你知道std::tie 是什么吗？ ==，它与std::tie 有什么关系？ < 也一样？哈希组合器是什么样的？哈希组合器和std::tie 有什么关系？（这些问题中的任何一个是或否都是合理的，但我不知道你知道什么，所以我不知道该怎么解释）

【解决方案2】：

std::set/std::map 和std::unordered_set/std::unordered_map 用于非常不同的问题领域，不能相互替代。

std::set/std::map 用于问题围绕元素顺序移动并且元素访问时间平均为 O(log n) 的情况下是可以接受的。通过使用std::set/std::map，还可以检索其他信息，例如查找大于给定元素的元素数。
std::unordered_set/std::unordered_map 用于元素访问在平均情况下必须具有 O(1) 时间复杂度且顺序不重要的情况，例如，如果您想将整数键的元素保留在 std::vector 中，则表示 @987654327 @ 但这不是实际的方法，因为如果键非常非常大，例如一个键是20，另一个是50000，那么只需要分配两个值std::vector，大小为50001，如果你使用@ 987654332@ 那么元素访问复杂度是 O(log n) 而不是 O(1)。在这个问题中使用了std::unordered_set/std::unordered_map，它在平均情况下通过使用hashing 提供了O(1) 恒定时间复杂度，而不会分配大空间。

【讨论】：