c ++ - unordered_map复杂性

Question

我需要创建一个查找函数，其中（X，Y）对对应于特定的Z值。对此的一个主要要求是我需要尽可能接近O（1）复杂度。我的计划是使用unordered_map。

我通常不使用哈希表进行查找，因为查找时间对我来说从未如此重要。我是否认为只要我构建了没有冲突的unordered_map，我的查找时间就是O（1）？

我关心的是，如果无序地图中没有关键字，那么复杂性就会变得很复杂。例如，如果我使用unordered_map :: find（）：来确定我的哈希表中是否存在键，那么它将如何给我一个答案呢？它是否实际迭代了所有键？

我非常感谢帮助。

Answer 1

标准或多或少要求使用铲斗进行碰撞 分辨率，这意味着实际的查找时间会 可能是相对于元素数量的线性 桶，无论元素是否存在。 有可能使它成为O（lg N），但通常不会这样做， 因为存储桶中的元素数量应小， 如果正确使用哈希表。

为了确保存储桶中的元素数量很少，您就可以了 必须确保散列函数有效。什么 有效的手段取决于被散列的类型和价值。 （MS实现使用FNV，这是最好的之一 通用哈希周围，但如果你有特殊的知识 您将看到的实际数据，您可能会做得更好。） 另一件可以帮助减少每个元素数量的事情 铲斗是为了强制更多的铲斗或使用更小的载荷系数。 对于第一个，您可以传递最小初始数 bucket作为构造函数的参数。如果你知道的话 您可以在地图中使用的元素总数 以这种方式控制负载系数。你也可以误认为最低限度 表格填写后，通过调用的桶数 rehash。否则，有一个功能 您可以使用std::unordered_map<>::max_load_factor。它 不保证做任何事情，但在任何合理的情况下 实施，它会。请注意，如果您已在已使用它 填写unordered_map，您可能需要打电话 unordered_map<>::rehash之后。

（关于标准，有几点我不明白 unordered_map：为什么加载因子是float，而不是。{ double;为什么不要求有效果;为什么呢 不会自动为您调用rehash。）

Answer 2

在散列数据结构中没有冲突是非常困难的（对于给定的散列函数和任何类型的数据，如果不是不可能的话）。它还需要一个完全等于键数的表大小。不，它不需要那么严格。只要哈希函数以相对统一的方式分配值，您将具有O(1)查找复杂性。

哈希表通常只是带有链接列表的数组，它们处理冲突（这是链接方法 - 还有其他方法，但这可能是处理冲突最常用的方法）。因此，要查找某个值是否包含在存储桶中，它必须（可能）迭代该存储桶中的所有值。因此，如果散列函数为您提供统一分布，并且有N个桶和总共M个值，则每个桶应该（平均）M/N个值。只要此值不太大，就可以O(1)查找。

所以，作为对你的问题的一个冗长的回答，只要哈希函数是合理的，你将得到O(1)查找，它必须迭代（平均）{{1} }键给你一个“否定”的结果。

Answer 3

与任何哈希表一样，最坏的情况总是线性复杂度（编辑：如果您构建的地图没有像您在原始帖子中所述的任何冲突，那么您将永远不会看到这种情况） ：

http://www.cplusplus.com/reference/unordered_map/unordered_map/find/

  

<强>复杂性   平均情况：不变。   最坏情况：容器尺寸呈线性。

     

返回值   如果找到指定的键值，则为元素的迭代器;如果在容器中未找到指定的键，则为unordered_map :: end。

但是，因为unordered_map只能包含唯一键，所以您将看到常量时间的平均复杂度（容器首先检查哈希索引，然后迭代该索引处的值）。

我认为unordered_map::count功能的文档内容更丰富：

  

在容器中搜索键为k的元素并返回   找到的元素数量。因为unordered_map容器没有   允许重复键，这意味着实际的功能   如果容器中存在具有该键的元素，则返回1   否则为零。