Data Struction-Map

内部实现机理

  • map: map内部实现了一个红黑树,该结构具有自动排序的功能,因此map内部的所有元素都是有序的,红黑树的每一个节点都代表着map的一个元素,因此,对于map进行的查找,删除,添加等一系列的操作都相当于是对红黑树进行这样的操作,故红黑树的效率决定了map的效率。
  • unordered_map: unordered_map内部实现了一个哈希表,因此其元素的排列顺序是杂乱的,无序的

leetcode提交代码效率对比

[13] 罗马数字转整数

map实现

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int romanToInt(string s) {
map<char, int> map;
map['I'] = 1;
map['V'] = 5;
map['X'] = 10;
map['L'] = 50;
map['C'] = 100;
map['D'] = 500;
map['M'] = 1000;

int sum = 0;
for(size_t i = 0; i < s.size(); ++i){
if (map[s[i]] < map[s[i+1]]){
sum = sum + map[s[i+1]] - map[s[i]];
++i;
}
else{
sum += map[s[i]];
}
}

map.clear();
return sum;
}

评估

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Runtime: 40 ms, faster than 98.36% of C++ online submissions for Roman to Integer.
Memory Usage: 11.4 MB, less than 97.68% of C++ online submissions for Roman to Integer.

unorder_map实现

代码

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static std::unordered_map<char,int> umap = {
{'I',1},{'V',5},{'X',10},{'L',50},{'C',100},{'D',500},{'M',1000}
};

class Solution {
public:
int romanToInt(string s) {
int sum = 0;
for(size_t i = 0; i < s.size(); ++i){
if (umap[s[i]] < umap[s[i+1]]){
sum = sum + umap[s[i+1]] - umap[s[i]];
++i;
}
else{
sum += umap[s[i]];
}
}
return sum;
}
};

评估

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2
Runtime: 28 ms, faster than 100.00% of C++ online submissions for Roman to Integer.
Memory Usage: 8.7 MB, less than 98.55% of C++ online submissions for Roman to Integer.

总结优缺点以及适用处

map

优点:

  • 有序性,这是map结构最大的优点,其元素的有序性在很多应用中都会简化很多的操作;
  • 红黑树,内部实现一个红黑书使得map的很多操作在lgnlgn的时间复杂度下就可以实现,因此效率非常的高;

    缺点:

  • 空间占用率高,因为map内部实现了红黑树,虽然提高了运行效率,但是因为每一个节点都需要额外保存父节点,孩子节点以及红/黑性质,使得每一个节点都占用大量的空间;
  • 适用处,对于那些有顺序要求的问题,用map会更高效一些;

    unordered_map

    优点:

  • 因为内部实现了哈希表,因此其查找速度非常的快;

    缺点:

  • 哈希表的建立比较耗费时间;
  • 适用处,对于查找问题,unordered_map会更加高效一些,因此遇到查找问题,常会考虑一下用unordered_map。