C ++でのmapとhash_mapの比較

C ++ について質問がhash_mapありmapます。それmapはSTLにあることを理解していますhash_mapが、標準ではありません。2つの違いは何ですか？

それらは非常に異なる方法で実装されます。

hash_map（unordered_mapTR1とBoostでは、代わりにそれらを使用します）ハッシュテーブルを使用します。キーはテーブルのスロットにハッシュされ、値はそのキーに関連付けられたリストに格納されます。

map バランスのとれた二分探索木（通常は赤/黒木）として実装されます。

unordered_mapは、コレクションの既知の要素にアクセスするためのパフォーマンスが若干向上するはずmapですが、便利な特性が追加されます（たとえば、ソートされた順序で格納されるため、最初から最後まで走査できます）。 unordered_map挿入および削除の方がmap。より高速です。

hash_map多くのライブラリ実装によって提供される共通の拡張機能でした。これがunordered_map、TR1の一部としてC ++標準に追加されたときに名前が変更された理由です。mapは通常、赤黒ツリーのようなバランスの取れたバイナリツリーで実装されます（実装はもちろん異なります）。 hash_mapそしてunordered_map一般的にハッシュテーブルで実装されています。したがって、順序は維持されません。 unordered_map挿入/削除/クエリはO（1）（一定時間）となり、マップはO（log n）となります。nはデータ構造内のアイテム数です。したがってunordered_map、より高速であり、アイテムの順序を気にしない場合は、を優先する必要がありますmap。順序を維持したい場合があります（キーで並べ替え）map。そのための選択です。

主な違いのいくつかは、複雑さの要件にあります。

• A mapはO(log(N))赤黒ツリーデータ構造として実装されているため、挿入および検索操作に時間がかかります。

• アンはunordered_mapの「平均」の時間が必要ですO(1)挿入と発見のために、しかし、最悪のケースの時間を持つことが許されますO(N)。これは、ハッシュテーブルのデータ構造を使用して実装されているためです。

そのため、通常はunordered_mapより高速になりますが、格納するキーとハッシュ関数によっては、さらに悪化する可能性があります。

C ++仕様では、STLコンテナーに使用する必要があるアルゴリズムを正確に示していません。ただし、そのパフォーマンスには一定の制約がmapあり、他の連想コンテナ用のハッシュテーブルの使用は除外されます。（これらは最も一般的には赤/黒ツリーで実装されます。）これらの制約は、ハッシュテーブルが提供できるよりも、これらのコンテナーに対してより良い最悪の場合のパフォーマンスを必要とします。

ただし、多くの人は本当にハッシュテーブルを必要としています。そのため、ハッシュベースのSTL連想コンテナは、長年にわたって一般的な拡張機能でした。その結果、unordered_mapC ++標準の新しいバージョンに追加されました。

map内のすべてのメンバーがソートされ、マップも同様であるため、balanced binary search tree（通常はrb_tree）から実装されbalanced binary search treeます。

hash_mapから実装されていhashtableます。すべてのメンバーhashtableはソートされていないため、メンバーはソートされhash_map(unordered_map)ていません。

hash_mapはc ++標準ライブラリではありませんが、名前が変更されunordered_map（名前が変更されたと考えることができます）、c ++ 11がこの質問を参照するため、c ++標準ライブラリになります。hash_mapとunordered_mapの違いは？詳細については。

以下では、2つの型のマップがどのように実装されているかについてのソースコードからいくつかのコアインターフェイスを提供します。

地図：

以下のコードは、mapがのラッパーにbalanced binary search treeすぎないことを示していbalanced binary search treeます。ほぼすべての関数は、関数を呼び出すだけです。

template <typename Key, typename Value, class Compare = std::less<Key>>
class map{
    // used for rb_tree to sort
    typedef Key    key_type;

    // rb_tree node value
    typedef std::pair<key_type, value_type> value_type;

    typedef Compare key_compare;

    // as to map, Key is used for sort, Value used for store value
    typedef rb_tree<key_type, value_type, key_compare> rep_type;

    // the only member value of map (it's  rb_tree)
    rep_type t;
};

// one construct function
template<typename InputIterator>
map(InputIterator first, InputIterator last):t(Compare()){
        // use rb_tree to insert value(just insert unique value)
        t.insert_unique(first, last);
}

// insert function, just use tb_tree insert_unique function
//and only insert unique value
//rb_tree insertion time is : log(n)+rebalance
// so map's  insertion time is also : log(n)+rebalance 
typedef typename rep_type::const_iterator iterator;
std::pair<iterator, bool> insert(const value_type& v){
    return t.insert_unique(v);
};

hash_map：

hash_map実施されhashtable、その構造多少このようなものです：

以下のコードでは、の主要部分を指定してhashtableから、を指定しますhash_map。

// used for node list
template<typename T>
struct __hashtable_node{
    T val;
    __hashtable_node* next;
};

template<typename Key, typename Value, typename HashFun>
class hashtable{
    public:
        typedef size_t   size_type;
        typedef HashFun  hasher;
        typedef Value    value_type;
        typedef Key      key_type;
    public:
        typedef __hashtable_node<value_type> node;

        // member data is buckets array(node* array)
        std::vector<node*> buckets;
        size_type num_elements;

        public:
            // insert only unique value
            std::pair<iterator, bool> insert_unique(const value_type& obj);

};

map'sだけのメンバーのようrb_treeに、hash_map's唯一のメンバーはhashtableです。以下のようなメインコードです：

template<typename Key, typename Value, class HashFun = std::hash<Key>>
class hash_map{
    private:
        typedef hashtable<Key, Value, HashFun> ht;

        // member data is hash_table
        ht rep;

    public:
        // 100 buckets by default
        // it may not be 100(in this just for simplify)
        hash_map():rep(100){};

        // like the above map's insert function just invoke rb_tree unique function
        // hash_map, insert function just invoke hashtable's unique insert function
        std::pair<iterator, bool> insert(const Value& v){
                return t.insert_unique(v);
        };

};

以下の画像は、hash_mapに53のバケットがあり、いくつかの値を挿入する場合を示しています。これは内部構造です。

以下の画像は、mapとhash_map（unordered_map）の違いを示しています。：

何が得られるのかわかりませんが、hash_mapは、150Kの符号なし整数キーと浮動小数点値をclear（）するのに20秒以上かかります。私はただ実行して、他の誰かのコードを読んでいます。

これは、hash_mapを含める方法です。

#include "StdAfx.h"
#include <hash_map>

私はこれをここで読んだ https://bytes.com/topic/c/answers/570079-perfomance-clear-vs-swap

clear（）はO（N）の次数であると言っています。それは私には非常に奇妙ですが、それはそうです。