STL容器:set/map/multiset/multimap 與hash_set/hash_map/hash_multiset/hash_multimap

本文第一部分、從set/map談到hashtable/hash_map/hash_set,簡要介紹下set/map/multiset/multimap,及hash_set/hash_map/hash_multiset/hash_multimap之區別(萬丈高樓平地起,基礎最重要),

第一部分、從set/map談到hashtable/hash_map/hash_set

    稍後本文第二部分中將多次提到hash_map/hash_set,下面稍稍介紹下這些容器,以作爲基礎準備。一般來說,STL容器分兩種,

  • 序列式容器(vector/list/deque/stack/queue/heap),
  • 關聯式容器。關聯式容器又分爲set(集合)和map(映射表)兩大類,以及這兩大類的衍生體multiset(多鍵集合)和multimap(多鍵映射表),這些容器均以RB-tree完成。此外,還有第3類關聯式容器,如hashtable(散列表),以及以hashtable爲底層機制完成的hash_set(散列集合)/hash_map(散列映射表)/hash_multiset(散列多鍵集合)/hash_multimap(散列多鍵映射表)。也就是說,set/map/multiset/multimap都內含一個RB-tree,而hash_set/hash_map/hash_multiset/hash_multimap都內含一個hashtable。

    所謂關聯式容器,類似關聯式數據庫,每筆數據或每個元素都有一個鍵值(key)和一個實值(value),即所謂的Key-Value(鍵-值對)。當元素被插入到關聯式容器中時,容器內部結構(RB-tree/hashtable)便依照其鍵值大小,以某種特定規則將這個元素放置於適當位置。

     包括在非關聯式數據庫中,比如,在MongoDB內,文檔(document)是最基本的數據組織形式,每個文檔也是以Key-Value(鍵-值對)的方式組織起來。一個文檔可以有多個Key-Value組合,每個Value可以是不同的類型,比如String、Integer、List等等。 
{ "name" : "July",  
  "sex" : "male",  
    "age" : 23 }  

set/map/multiset/multimap

    set,同map一樣,所有元素都會根據元素的鍵值自動被排序,因爲set/map兩者的所有各種操作,都只是轉而調用RB-tree的操作行爲,不過,值得注意的是,兩者都不允許兩個元素有相同的鍵值。
    不同的是:set的元素不像map那樣可以同時擁有實值(value)和鍵值(key),set元素的鍵值就是實值,實值就是鍵值,而map的所有元素都是pair,同時擁有實值(value)和鍵值(key),pair的第一個元素被視爲鍵值,第二個元素被視爲實值。
    至於multiset/multimap,他們的特性及用法和set/map完全相同,唯一的差別就在於它們允許鍵值重複,即所有的插入操作基於RB-tree的insert_equal()而非insert_unique()。

hash_set/hash_map/hash_multiset/hash_multimap

    hash_set/hash_map,兩者的一切操作都是基於hashtable之上。不同的是,hash_set同set一樣,同時擁有實值和鍵值,且實質就是鍵值,鍵值就是實值,而hash_map同map一樣,每一個元素同時擁有一個實值(value)和一個鍵值(key),所以其使用方式,和上面的map基本相同。但由於hash_set/hash_map都是基於hashtable之上,所以不具備自動排序功能。爲什麼?因爲hashtable沒有自動排序功能。
    至於hash_multiset/hash_multimap的特性與上面的multiset/multimap完全相同,唯一的差別就是它們hash_multiset/hash_multimap的底層實現機制是hashtable(而multiset/multimap,上面說了,底層實現機制是RB-tree),所以它們的元素都不會被自動排序,不過也都允許鍵值重複。

    所以,綜上,說白了,什麼樣的結構決定其什麼樣的性質,因爲set/map/multiset/multimap都是基於RB-tree之上,所以有自動排序功能,而hash_set/hash_map/hash_multiset/hash_multimap都是基於hashtable之上,所以不含有自動排序功能,至於加個前綴multi_無非就是允許鍵值重複而已。

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