迭代有序与无序容器

Question

我想知道哪些数据结构在std::set，std::map和std::unordered_set，std::unordered_map之间迭代其元素更有效。

我搜索了SO，我找到了question。答案要么建议复制std::vector中的元素，要么使用Boost.Container，恕我直言不回答我的问题。

我的目的是在容器中保留大量独特的元素，大多数时候我想迭代它们。插入和提取更为罕见。我想避免将std::vector与std::unique结合使用。

Answer 1

差异不在于订购或缺少一个，而是在支持容器中。如果它是一个连续的内存，由于迭代器的简单实现和缓存友好性，它应该快速迭代。

无序容器通常存储为向量（或类似的东西）的向量，而有序容器是使用树实现的，但它毕竟留待实现。这表明迭代无序版本应该是浪费。然而，这毕竟留给了实现，我看到了具有不同行为的实现（这使得规则有点公平）。

一般来说，容器性能是一个相当复杂的主题，通常需要在实际应用中进行测试才能获得可靠的答案。实施定义的内容可能会影响性能。如果我不得不盲目进去，我会去hash_set。复制到vector也可能是一个不错的选择。

编辑：正如@TonyD在评论中所说，有一条规则，在不超过max_load_factor()时，在添加元素期间不允许使迭代器无效，这实际上排除了在内存中连续的支持容器。 / p>

因此，将所有内容复制到向量中似乎是更合理的选择。如果您需要删除重复项，可行的选项可能是使用http://en.cppreference.com/w/cpp/algorithm/sort并且很容易忽略dupe。我听说使用vector和sort来排序数组（或向量）通常是一个常用的选项，以便需要一个需要进行分类并且经常迭代的容器而不是修改。

Answer 2

让我们考虑set vs unordered_set。

这里的主要区别在于迭代的“本质”，即遍历集合将按顺序为您提供元素，而遍历无序集合中的范围将为您提供一系列无特定顺序的值。

假设您想要遍历范围[it1, it2]。如果我们排除查找元素it1和it2所需的查找时间，则不能从一个案例直接映射到另一个案例，因为即使您使用相同的元素来构造容器，其间的元素也不会保持相同。

有些情况下，例如此类内容具有含义您想要遍历固定数量的元素（无论它们是什么）或何时需要遍历整个容器。在这种情况下，您需要考虑实施机制：

集合通常像红黑树（一种二叉搜索树）一样实现。像所有二叉搜索树一样，它们允许有效的有序遍历（LRR：左右根）。那就是遍历你支付指针追逐的成本（就像遍历列表一样）。

另一方面，无序集是哈希表，而对于我的knowledge，STL实现使用带链接的哈希。这意味着（在非常高的级别），用于结构的是一个（连续的）缓冲区，其中每个元素是包含元素的链（列表）的头部。元素在这些链（桶）和缓冲区之间的布局方式将影响遍历时间，但是这次你将再次追逐指针再次跳过不同的列表。我不认为它会因树木情况而有很大差异，但肯定不会更好。

无论如何，微调和基准测试将为您的特定应用提供答案。

Answer 3

从最快到最慢的迭代应该是：set＆gt;地图＆gt; unordered_set＆gt; unordered_map; set比map小一点，并且它们以二叉树规则排序，因此应该比无序容器更快。