如何在C++中高效使用unordered_map

unordered_map 是 C++ STL 中的一种 Associative Container，它使用哈希表存储元素，可以提供高效的查找、插入和删除操作。下面将介绍在 C++ 中如何正确高效地使用 unordered_map 。

1. unordered_map的声明

使用 unordered_map 需要包含头文件 <unordered_map>，声明 unordered_map 的语法如下：

#include <unordered_map>

std::unordered_map<key_type, value_type> unordered_map_name;

其中，key_type 表示键的类型，value_type 表示值的类型，unordered_map_name 表示 unordered_map 的名称。

例如，声明一个 unordered_map 对象 my_map ，其键和值的类型都是 int，可以这样写：

#include <unordered_map>

std::unordered_map<int, int> my_map;

2. 添加元素

向 unordered_map 中添加元素的方法也很简单，可以使用 insert() 函数或者像数组一样的下标操作符 []。对于键值对 (key, value)，使用 insert() 函数的语法如下：

my_map.insert(std::make_pair(key, value));

或者简写为：

my_map.emplace(key, value);

使用下标操作符 [] 的语法如下：

my_map[key] = value;

例如：

std::unordered_map<int, std::string> my_map;

my_map.insert(std::make_pair(1, "one"));
my_map.emplace(2, "two");
my_map[3] = "three";

3. 删除元素

unordered_map 中删除元素的方法也很简单，可以使用 erase() 函数，传入键值对的键作为参数即可。例如：

std::unordered_map<int, std::string> my_map;

my_map.insert(std::make_pair(1, "one"));
my_map.emplace(2, "two");
my_map.erase(1);

4. 查找元素

unordered_map 查找元素的方法有很多种，下面介绍几种常用的方法：

4.1 find()

使用 find() 函数可以返回指向键所关联值的迭代器。如果键不存在，则返回 unordered_map::end()。例如：

std::unordered_map<int, std::string> my_map;

my_map.insert(std::make_pair(1, "one"));
my_map.emplace(2, "two");

auto it = my_map.find(1);
if (it != my_map.end()) {
    std::cout << "Found value: " << it->second << std::endl;
} else {
    std::cout << "Key not found" << std::endl;
}

4.2 count()

使用 count() 函数返回键的数量（0或1）。例如：

std::unordered_map<int, std::string> my_map;

my_map.insert(std::make_pair(1, "one"));
my_map.emplace(2, "two");

if (my_map.count(1)) {
    std::cout << "Found key" << std::endl;
} else {
    std::cout << "Key not found" << std::endl;
}

4.3 at()

使用 at() 函数返回与给定键关联的值。如果键不存在，则会抛出一个 out_of_range 异常。例如：

std::unordered_map<int, std::string> my_map;

my_map.insert(std::make_pair(1, "one"));
my_map.emplace(2, "two");

try {
    std::cout << "Value for key 1: " << my_map.at(1) << std::endl;
    std::cout << "Value for key 3: " << my_map.at(3) << std::endl;
} catch (const std::out_of_range& oor) {
    std::cout << "Key not found" << std::endl;
}

5. 遍历元素

unordered_map 的遍历可以使用迭代器实现。例如：

std::unordered_map<int, std::string> my_map;

my_map.insert(std::make_pair(1, "one"));
my_map.emplace(2, "two");

for (const auto& pair : my_map) {
    std::cout << "Key: " << pair.first << ", Value: " << pair.second << std::endl;
}