C++ STL中unordered_set的clear()函数

在C++ STL中，unordered_set是一种集合类型，它可以存储不重复的元素，并能够快速地完成元素的查找、插入和删除等操作。在实际应用中，我们可能需要清空unordered_set中存储的所有元素，此时就需要用到clear()函数了。

unordered_set类模板定义

在介绍clear()函数之前，我们先来看一下unordered_set类模板的定义：

template < class Key,                                    // unordered_set::key_type
           class Hash = hash<Key>,                       // unordered_set::hasher
           class Pred = equal_to<Key>,                    // unordered_set::key_equal
           class Alloc = allocator<Key>                   // unordered_set::allocator_type
           > class unordered_set;

unordered_set模板的4个参数分别是：

Key：元素的类型
Hash：哈希函数的类型，默认使用std::hash
Pred：比较函数的类型，默认使用std::equal_to
Alloc：内存分配器的类型，默认使用std::allocator

unordered_set的定义中还有一个重要的成员函数就是clear()函数，接下来我们将详细介绍该函数的用法和实现原理。

clear()函数介绍

clear()函数用于清空unordered_set中存储的所有元素，其语法如下：

void clear();

clear()函数没有参数，它会直接将unordered_set中所有的元素清除，并释放与这些元素相关的内存.

下面是一个简单的示例，展示了如何使用clear()函数清空unordered_set：

#include <iostream>
#include <unordered_set>

using namespace std;

int main()
{
    unordered_set<int> myset = {2, 1, 3, 4, 5};

    cout << "Before clear: ";
    for (int x : myset) {
        cout << x << " ";
    }
    cout << endl;

    myset.clear();

    cout << "After clear: ";
    for (int x : myset) {
        cout << x << " ";
    }
    cout << endl;

    return 0;
}

输出结果如下：

Before clear: 5 4 3 2 1 
After clear:

在上面的代码中，我们首先创建了一个unordered_set并初始化它，然后使用for循环遍历unordered_set的所有元素并输出，在清空unordered_set之前，该unordered_set中包含了5个元素{2, 1, 3, 4, 5}。之后，我们调用了clear()函数将unordered_set中所有元素清空，最后再次使用for循环输出此时的unordered_set中的元素，此时为空。

清空vector和unordered_set的时间复杂度

unordered_set的clear()函数的时间复杂度为O(n)，其中n是unordered_set中存储的元素个数。这是因为unordered_set的内部实现是基于哈希表，每次删除元素时需要先查找该元素的位置，然后将其从哈希表中删除。而查找元素的时间复杂度为O(1)，所以删除每个元素的时间复杂度也是O(1)，因此删除n个元素的总时间复杂度就为O(n)。

相对于vector而言，unordered_set的清空操作时间复杂度更低。vector的清空操作也有一个clear()函数，其时间复杂度为O(n)，但是vector在进行插入和删除操作时需要进行大量的元素移动，因此插入和删除操作的时间复杂度为O(n)，如果需要频繁地进行元素的插入和删除操作，那么就更适合使用unordered_set。

结论

通过本文的介绍，我们可以看到clear()函数是unordered_set中非常重要的一个函数，它允许我们在需要清空unordered_set时快速地完成此操作。在使用unordered_set时，我们应该充分了解其成员函数的用法和内部实现，以便更加高效地进行开发工作。同时，我们还了解到unordered_set的时间复杂度相对于vector更低，适合进行频繁的插入和删除操作，因此在设计数据结构时，可以根据具体需求选择不同的容器类型。