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【STL】unordered_set

backend 2025/5/17 9:04:42

在 $C$ ++ $11$ 中， $ST L$ 标准库引入了一个新的标准关联式容器： $unordered\_set$ （无序集合）。功能和 $se t$ 类似，都用于存储唯一元素。但是其底层数据结构是哈希表，因此集合中的元素都是无序存储的，所以增删查的时间复杂度为 $O (1)$ ，增删查的效率比 $se t$ 高。

文章目录

一、unordered_set 的介绍
二、unordered_set 的使用（常用接口）
- 1. 常见构造
- 2. iterator 的使用
- 3. 增删查
- 4. unordered_multiset
三、unordered_set 的模拟实现
- 1. STL 中的 hash_set 源码
- 2. unordered_set 的迭代器
- 3. 模拟实现 unordered_set
总结

一、unordered_set 的介绍

前面部分我们已经详细介绍了 $se t$ 容器，可以参考我的这篇博客：【STL】 $se t$ 。由于 $se t$ 和 $unordered\_set$ 这两个容器只是底层实现结构不同，其功能高度相似，基本上只要掌握 $se t$ 的用法， $unordered\_set$ 也就会用了。因此，和 $se t$ 相比只有一些性能和使用的差异，这里只介绍其差异部分。

在这里插入图片描述

$unordered\_set$ 的声明如下：

template < class Key, 						// unordered_set::key_type/value_typeclass Hash = hash<Key>, 			// unordered_set::hasherclass Pred = equal_to<Key>, 		// unordered_set::key_equalclass Alloc = allocator<Key> 	// unordered_set::allocator_type> class unordered_set;

$Key$ 就是 $unordered\_set$ 底层关键字的类型。
$unordered\_set$ 默认要求 $Key$ 支持转换为整形，如果不支持或者有自己的需求可以自行实现支持将 $Key$ 转成整形的仿函数传给第二个模板参数。
$unordered\_set$ 默认要求 $Key$ 支持比较相等，如果不支持或者有自己的需求可以自行实现支持将 $Key$ 比较相等的仿函数传给第三个模板参数。
$unordered\_set$ 底层存储数据的内存是从空间配置器申请的，如果需要可以自己实现内存池，传给第四个参数。

注意：一般情况下，我们都不需要传后三个模板参数。

$unordered\_set$ 底层是用哈希桶实现，增删查平均效率是 $O (1)$ ，迭代器遍历不再有序，为了跟 $se t$ 区分，所以取名 $unordered\_set$ （无序集合）。

二、unordered_set 的使用（常用接口）

$unordered\_set$ 的底层结构是哈希表，因此不支持比较排序，所以细节上根据这一点和 $se t$ 有略微不同，其他都完全类似。这里只给出常用接口，更多详细信息可以自行查官方文档： $unordered\_set$ 。

1. 常见构造

构造 $(co n s t r u c t or)$ 函数声明	接口说明
$unordered\_set()$	无参默认构造
$unordered\_set(const\ unordered\_set\&\ ust)$	拷贝构造
$unordered\_set(InputIterator\ first, InputIterator\ last)$	使用迭代器区间构造
$unordered\_set (initializer\_list<value\_type> il)$	使用 $ini t ia l i zer$ 列表构造

2. iterator 的使用

$i t er a t or$ 的使用	接口说明
$b e g in ()$ $+$ $e n d ()$	$i t er a t or$
$c b e g in ()$ $+$ $ce n d ()$	$const\_iterator$

$unordered\_set$ 的迭代器是一个单向迭代器：iterator -> a forward iterator to const value_type。

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3. 增删查

$unordered\_set$ 增删查	接口说明
$in ser t$	插入 $v a l$ 数据
$er a se$	删除 $v a l$ 数据
$f in d$	查找 $v a l$ ，返回 $v a l$ 位置的迭代器（没找到返回 $e n d ()$ ）
$co u n t$	查找 $v a l$ ，返回 $v a l$ 的个数

由于 $unordered\_set$ 不支持比较大小，且容器内元素是无序的，因此就没有 $lower\_bound$ 和 $upper\_bound$ 接口了。

4. unordered_multiset

$unordered\_multiset$ 和 $m u lt i se t$ 的使用基本完全类似，都支持关键值（ $Key$ ）冗余。

和 $m u lt i se t$ 完全类似， $in ser t / f in d / co u n t / er a se$ 都围绕着支持值冗余有所差异：

$in ser t$ 可以插入相同的值。
如果要查找的 $x$ 有多个值， $f in d$ 会返回第一个迭代器。
$co u n t$ 会返回 $x$ 的实际个数。
$er a se$ 指定值删除时，会删除所有的 $x$ 。

三、unordered_set 的模拟实现

1. STL 中的 hash_set 源码

$SGI-STL\ 30$ 版本是 $C$ ++ $11$ 之前的 $ST L$ 版本，源代码中没有 $unordered\_set$ ，因为这个容器是 $C$ ++ $11$ 之后才更新的。但是 $SGI-STL\ 30$ 实现了哈希表，容器的名字是 $hash\_set$ ，它是作为非标准容器（非 $C$ ++ 标准规定必须实现的容器）出现的。