Question

遇到了这个很好的问题，这个问题很相似，但由于具有同步的访问器/ mutators，因此它讨论了Java，它具有不同的哈希表实现 Differences between HashMap and Hashtable?

那么set和unordered_set的C ++实现有什么不同呢？对于其他C ++容器，这个问题可以扩展到map vs unordered_map等等。

这是我的初步评估

set ：虽然标准并未明确要求将其实现为树，但时间复杂度约束要求查找/插入操作，这意味着它将始终以树形式实现。通常作为RB树（如GCC 4.8中所见），它是高度平衡的。由于它们是高度平衡的，因此它们具有可预测的find（）

时间复杂度

优点：紧凑型（与其他DS相比）

Con：访问时间复杂度为O（lg n）

unordered_set ：虽然标准并未明确要求将其实现为树，但时间复杂度约束要求查找/插入操作，这意味着它将始终实现为哈希表。 / p>

优点：

更快（承诺摊销O（1）进行搜索）
与tree-DS

缺点：

查找不保证是O（1）最坏的情况是O（n）
不像树一样紧凑。（出于实际目的，载荷因子永远不会是1）

注意：哈希表的O（1）来自假设没有冲突。即使负载系数为.5，每隔一次变量插入也会导致碰撞。可以观察到，散列表的负载因子与访问其中的元素所需的操作数成反比。我们减少了#operations，sparser hash-table。当存储的元素大小与指针相当时，开销就非常大。

编辑：由于大多数人都说问题包含足够的答案，我正在将问题改为 “我是否错过了应该知道的性能分析的地图/集之间的任何区别？”

Answer 1

我认为您通常会回答您自己的问题，但是：

不像树一样紧凑。（出于实际目的，载荷因子永远不会是1）

不一定是真的。对于类型T，树的每个节点（我们假设它是红黑树）利用至少等于2 * pointer_size + sizeof(T) + sizeof(bool)的空间。这可能是3 * pointer size，具体取决于树是否包含每个树节点的parent指针。

将此与哈希映射进行比较：由于您load factor < 1所说的事实，每个哈希映射都会浪费数组空间。但是，假设哈希映射使用单链表进行链接（实际上，没有真正的理由），插入的每个元素仅采用sizeof(T) + pointer size。

请注意，此分析忽略了可能来自对齐使用的额外空间的任何开销。

对于任何具有小尺寸的元素T（因此，任何基本类型），指针的大小和其他开销占主导地位。在> 0.5的加载因子（例如）下，std::unordered_set可能确实比同等的std::set使用更少的内存。

另一个重要的缺点是，基于给定的比较函数，迭代std::set保证产生从最小到最大的排序，而迭代std::unordered_set将返回＆＃34;随机＆＃34;中的值订购。

Answer 2

另一个区别（虽然与性能无关）是set插入不会使迭代器无效，而unordered_set插入可以触发重新散列。在实践中，它是一个非常小的问题，因为对实际元素的引用仍然有效。

Answer 3

Yuushi已经很好地解决了空间效率和其他问题;我将评论的问题的其他几个部分......

哈希表的O（1）来自假设没有碰撞。

那不是真的。 O（1）的含义并不是第一次查找尝试总是会成功，而是 - 平均而言 - 需要一定数量的尝试，而不是随着值的数量增长而增长。例如，使用unordered_set或... _map时，max_load_factor在构造时默认为1.0，如果加载因子接近具有良好哈希函数的值，则平均值< / em>无论表中有多少值，散列到任何一个存储桶的元素数量都将为2左右。

即使负载系数为.5，每隔一次变量插入也会导致碰撞。

是的，但它并没有像你直觉所期望的那样可怕：在1.0载荷因子下平均链长为2也不错。


可以观察到哈希表的负载因子是反向的   与访问a所需的操作数成比例   元素在里面。我们减少了#operations，sparser hash-table。

肯定有相关性（它不是反向的）。

Answer 4

在某些情况下，set更方便。

例如使用vector作为键：

set<vector<int>> s;
s.insert({1, 2});
s.insert({1, 3});
s.insert({1, 2});

for(const auto& vec:s)
    cout<<vec<<endl;   // I have override << for vector
// 1 2
// 1 3

vector<int>会覆盖set的原因，vector之所以位于operator<中的原因。

但是，如果使用unordered_set<vector<int>>，则必须为vector<int>创建一个哈希函数，因为vector没有哈希函数，因此必须定义一个像这样的变量：

struct VectorHash {
    size_t operator()(const std::vector<int>& v) const {
        std::hash<int> hasher;
        size_t seed = 0;
        for (int i : v) {
            seed ^= hasher(i) + 0x9e3779b9 + (seed<<6) + (seed>>2);
        }
        return seed;
    }
};

vector<vector<int>> two(){
    //unordered_set<vector<int>> s; // error vector<int> doesn't  have hash function
    unordered_set<vector<int>, VectorHash> s;
    s.insert({1, 2});
    s.insert({1, 3});
    s.insert({1, 2});

    for(const auto& vec:s)
        cout<<vec<<endl;
    // 1 2
    // 1 3
}

您会发现在某些情况下unordered_set更为复杂。

主要引自： https://stackoverflow.com/a/29855973/6329006

unordered_set和set之间的更多区别在于：https://stackoverflow.com/a/52203931/6329006

C ++中set和unordered_set有什么区别？

4 个答案: