c++中的hash_map与map

hash_map

在介绍hash_map之前，先介绍一下map，map的底层容器是红黑树，这篇博客整理好以后，会学习一下红黑树。map存储键和值，通过键和值进行查找。map中的键不允许重复，因为map的基于红黑树实现的，所以具有自动排序功能，map中的值都是有序的。

介绍一下map的基本使用：

map的构造和数据插入

    map<string, string>namemap;    namemap["1"] = "1";    namemap["2"] = "2";    namemap["3"] = "3";    namemap.insert(pair<string, string>("4", "4"));

可以通过数组下标的形式进行插入，也可以使用insert方法具体方法可以查看api文档。

map数据的查询

if(namemap.find("1")!=namemap.end()){        cout<<"find";    }

通过find方法可以对key进行查询，注意end()方法是最后一个元素的后一位，所以如果find的返回值如果等于end，则说明没有找到。

map数据的遍历

    map<string, string>::iterator itr;    for (itr=namemap.begin(); itr!=namemap.end(); itr++) {        cout<<itr->first<<":"<<itr->second<<endl;    }

first就代表key值，second就代表value值。

map介绍完以后，接着介绍hash_map。

hash_map基于hash table（哈希表）。哈希表最大的优点，就是把数据的存储和查找消耗的时间大大降低，几乎可以看成是常数时间；而代价仅仅是消耗比较多的内存。然而在当前可利用内存越来越多的情况下，用空间换时间的做法是值得的。另外，编码比较容易也是它的特点之一。
其基本原理是：使用一个下标范围比较大的数组来存储元素。可以设计一个函数（哈希函数，也叫做散列函数），使得每个元素的关键字都与一个函数值（即数组下标，hash值）相对应，于是用这个数组单元来存储这个元素；也可以简单的理解为，按照关键字为每一个元素“分类”，然后将这个元素存储在相应“类”所对应的地方，称为桶。
但是，不能够保证每个元素的关键字与函数值是一一对应的，因此极有可能出现对于不同的元素，却计算出了相同的函数值，这样就产生了“冲突”，换句话说，就是把不同的元素分在了相同的“类”之中。 总的来说，“直接定址”与“解决冲突”是哈希表的两大特点。
hash_map，首先分配一大片内存，形成许多桶。是利用hash函数，对key进行映射到不同区域（桶）进行保存。其插入过程是：
1.得到key
2.通过hash函数得到hash值
3.得到桶号(一般都为hash值对桶数求模)
4.存放key和value在桶内。
其取值过程是:
1.得到key
2.通过hash函数得到hash值
3.得到桶号(一般都为hash值对桶数求模)
4.比较桶的内部元素是否与key相等，若都不相等，则没有找到。
5.取出相等的记录的value。

hash_map中直接地址用hash函数生成，解决冲突，用比较函数解决。这里可以看出，如果每个桶内部只有一个元素，那么查找的时候只有一次比较。当许多桶内没有值时，许多查询就会更快了(指查不到的时候)。

注意：hash_map目前并没有纳入C++ 标准模板库中！！如果要使用stl中的hash_map则需要引入#include <unordered_map>！！

    unordered_map<string, string> hashMap;    hashMap["1"] = "hash1";    hashMap["2"] = "hash2";    hashMap["3"] = "hash3";    if (hashMap.find("1")!=hashMap.end()) {        cout<<"find"<<endl;    }

hash_map的简单使用，基本上跟map类似，具体使用可以查看官方文档。

接下来介绍一下hash_map和map的区别。

1.构造函数。hash_map需要hash函数，等于函数；map只需要比较函数(小于函数).
2.存储结构。hash_map采用hash表存储，map一般采用红黑树(RB Tree)实现。因此其memory数据结构是不一样的。

hash_map和map怎么选择。

hash_map 查找速度会比map快，而且查找速度基本和数据数据量大小，属于常数级别;而map的查找速度是log(n)级别。并不一定常数就比log(n)小，hash还有hash函数的耗时，明白了吧，如果你考虑效率，特别是在元素达到一定数量级时，考虑考虑hash_map。但若你对内存使用特别严格，希望程序尽可能少消耗内存，那么一定要小心，hash_map可能会让你陷入尴尬，特别是当你的hash_map对象特别多时，你就更无法控制了，而且hash_map的构造速度较慢。