幾種常見 容器 比較和分析 hashmap, map, vector, list ...hash table

轉自:http://www.haogongju.net/art/1543058

list支持快速的插入和刪除,但是查找費時;

vector支持快速的查找,但是插入費時。

map查找的時間複雜度是對數的,這幾乎是最快的,hash也是對數的。
如果我自己寫,我也會用二叉檢索樹,它在大部分情況下可以保證對數複雜度,最壞情況是常數複雜度,而std::map在任何情況下都可以保證對數複雜度,原因是它保證存諸結構是完全二叉檢索樹,但這會在存諸上犧牲一些時間。

STL 中的 map 內部是平衡二叉樹,所以平衡二叉樹的性質都具備。查找數據的時間也是對數時間。 vector,在分配內存上一般要比 new 高效的多。

爲什麼說 hash_map 是對數級的?在不碰撞的情況下,hash_map是所有數據結構中查找最快的,它是常數級的。
如果對問題設計了足夠好的hash算法,保證碰撞率很低,hash_map的查找效率無可置疑。
另外,STL的map,它的查找是對數級的,是除hash_map外最高的了,你可以說“也許還有改進餘地”,但對於99.9999%的程序員,設計一個比STL map好的map,我執悲觀態度。
STL的map有平衡策略(比如紅黑樹什麼的),所以不會退化,不需要考慮數據本身的分佈問題。只不過,如果數據本身是排好序的,用vector或heap會明顯的快些,因爲它們的訪問比較簡單。

我想沒必要懷疑stl::map的查找效率,影響效率最主要的因素是什麼?算法,在查找問題上,有什麼算法比RB_tree更好嗎?至少現在還沒有。不否 認你可以通過自己寫代碼,設計一個符合你需要的BR—TREE,比stl::map簡捷那麼一點,但最多也就每次迭代中少一行指令而已,處理十萬個數據多 執行十萬行指令,這對你重要嗎?如果你不是在設計OS像LINUX,沒人會關注這十萬行指令花的時間。
rb-tree的時間花在了插入和刪除上,如果你不是對插入和刪除效率要求很高,你沒有理由不選擇基於rb-tree的stl::map。

大多數程序員寫不出比std::map更好的map,這是當然的。然而並不是std::map的所有特性都出現在我們的程序中,自己編寫的可以更適合自己的程序,的確會比std::map更快一些。

關於hash_map,它與map的實現機制是不一樣的,map內部一般用樹來實現,其查找操作是O(logN)的,這個沒有爭議,我就不多說了。
hash_map的查找,內部是通過一個從key到value的運算函數來實現的,這個函數“只接受key作爲參數”,也就是說,hash_map的查找 算法與數據量無關,所以認爲它是O(1)級的。來這裏的應該都是達人,可以參看《數據結構》。當然,事實總不這樣完美,再引一段前面我自已說的話,進一步 說明,以免誤會:

在不碰撞的情況下,hash_map是所有數據結構中查找最快的,它是常數級的。
注意我的前提:“在不碰撞的情況下”,其實換句話說,就是要有足夠好的hash函數,它要能使key到value的映射足夠均勻,否則,在最壞的情況下,它的計算量就退化到O(N)級,變成和鏈表一樣。
如果說 hash_map 是所有容器中最慢的,也只能說:“最拙劣的hash函數”會使hash_map成爲查找最慢的容器。但這樣說意義不大,因爲,最湊巧的排列能使冒泡排序成爲最快的排序算法。

BS: “對於大型容器而言,hash_map能夠提供比map快5至10倍的元素查找速度是很常見的,尤其是在查找速度特別重要的地方.另一方面,如果hash_map選擇了病態的散列函數,他也可能比map慢得多. “

ANSIC++在1998年之後就沒再有重大改變,並且決定不再向C++標準庫中做任何重大的變更,正是這個原因,hash table(包括hash_map)並沒有被列入標準之中,雖然它理應在C++標準之中佔有一席之地。
雖然,現在的大多數編譯平臺支持hash table,但從可移植性方面考慮,還是不用hash table的好。

hehe俺也來湊湊熱鬧。
1.有的時候vector可以替代map
比如key是整數,就可以以key的跨度作爲長度來定義vector。
數據規模很大的時候,差異是驚人的。當然,空間浪費往往也驚人。
2.hash是很難的東西
沒有高效低碰撞的算法,hash_xxx沒有意義。
而對不同的類型,數據集,不可能有優良的神仙算法。必須因場合而宜。
俺有的解決方法是GP,可不是飯型,是遺傳編程,收效不錯。

你的百萬級的數據放到vector不大合適。因爲vector需要連續的內存空間,顯然在初始化這個容器的時候會花費很大的容量。
使用map,你想好了要爲其建立一個主鍵嗎?如果沒有這樣的需求,爲什麼不考慮deque或者list?
map默認使用的是deque作爲容器。其實map不是容器,拿它與容器比較意義不大。因爲你可以配置它的底層容器類型。

如果內存不是考慮的問題。用vector比map好。map每插入一個數據,都要排序一次。所以速度反不及先安插所有元素,再進行排序。

用 binary_search對已序區間搜索,如果是隨機存取iterator,則是對數複雜度。可見,在不考慮內存問題的情況下,vector比map 好。

如果你需要在數據中間進行插入,list 是最好的選擇,vector 的插入效率會讓你痛苦得想死。

涉及到查找的話用map比較好,因爲map的內部數據結構用rb-tree實現,而用vector你只能用線性查找,效率很低。

stl還提供了 hash容器,理論上查找是飛快~~~。做有序插入的話vector是噩夢,map則保證肯定是按key排序的,list要自己做些事情。

HASH類型的查找肯定快,是映射關係嘛,但是插入和刪除卻慢,要做移動操作, LIST類型的使鏈式關係,插入非常快,但是查找卻費時,需要遍歷~~ , 還是用LIST類型的吧,雖然查找慢點,

先快速排序,然後二分查找,效率也不低

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