std::map如何通过字符串查找元素

How does std::map find an element by string?

本文关键字：查找 元素 字符串 map std 何通过      更新时间：2023-10-16

在C++中，您可以使用std::map创建映射"容器"。

在我的例子中，键是字符串，元素是整数。(std::map<string, int>(

我想知道的是映射如何通过使用[]操作符来检索它们的元素用一根绳子。

映射是否只是将输入的字符串与其现有字符串键集的ALL与我声明的元素进行比较？如果是这样的话，那么如果我需要一种从一长串字符串中检索所需元素的最佳方式，那肯定会显得很慢。

按字符串进行索引的更快方法是为字符串中的每个字符使用256个相同类型链表的链表。这意味着为了检索元素，我所要做的就是说[char 1]->[char 2]->...[char n]->element.

在那里，速度将由字符串的长度决定，或者，无论你指向下一个字符多少次。

EDIT：我刚才描述的这个过程被称为Trie，它不是std:：map使用的

如果std::map<string, element_type>不使用这种方法，那么它是如何工作的？如果我碰巧添加了大量密钥，它值得使用吗？

如果我的问题似乎不清楚，请告诉我，这样我就可以更改它。我只需要知道地图中的键数量是否会减慢访问过程，以及地图如何匹配它们的元素。

std::map使用二进制搜索树。因此查找时间与log(n)成比例，其中n是映射中元素的数量。所以不，它并不慢。

另一种将字符串映射到值的方法是哈希映射，它通常但并不总是比二进制搜索树快。标准库也具有std::unordered_map形式的其中一个。

你在建议书中所描述的内容类似于尝试。标准库没有Trie类。请注意，虽然Trie适用于字符串键的特定情况，但二进制搜索树要通用得多，只需要对键进行排序。默认情况下，std::map使用operator<执行此排序。

正如其他人所说，std::map被实现为一个排序、平衡的二叉树，它的查找时间为O(log2N(。

这实际上意味着它可以进行二进制搜索：你所寻找的是按排序的"中间"元素吗？太棒了但如果它小于这个数，则在较小元素的子树中搜索，如果它大于较大元素的子树。重复，直到找到，或者你意识到元素根本不在树中。例如：

                        my_map: 37, left/less, right/greater
                                        /            
                                      22             68
                                     /             /  
                                    11   26        47  99
                                  /  |   |      /  |   | 
                                 5  13  24  33  39 49  78 nullptr

在这里，无论你想找到哪个数字，你都可以看到，你从比较37开始，如果它少，你就检查该根节点下的"较少"子树，如果它多，你就会检查"较大"子树：最坏的情况是，在你找到元素或意识到它不在树中之前，你最终会与4个数字进行比较。

为了让你对此有一些看法，如果你有1000个元素，那么最多需要10次比较(平均约9次(。这是因为log2(1000(恰好约为10-(2^10实际上是1024(。每有大约1000倍的元素，就会有大约10个比较：即100万个元素=>大约20个比较，10亿个=>大约30个，1万亿个=>大约40个。

字符串的比较通常速度相当快，尤其是如果字符串很短(几十个字符以下(，而且它们不仅仅在最后一个或三个字符中变化。

你的建议——trie——确实可以非常快——它们特别适合在键入提示时完成这样的事情，在提示中，你一次输入一个字符，并希望实时更新可能的匹配。但是，它们确实到处都有可能的字符大小的节点的单独阵列——有时额外的内存使用和随之而来的缓存页面故障可能会使天平向std::map或std::unordered_map(哈希表(倾斜——如果你有分析证据表明你应该关心的话，实现每一个并进行比较。。。。

不，这不是将密钥与所有现有密钥进行比较。

std::map使用一种称为二进制搜索树的数据结构，通常是红黑树，在红黑树中查找元素非常有效。

红黑树的工作原理太宽泛了，请先阅读维基百科。

我认为std::map是作为一种称为红黑树的二进制搜索树实现的。它的复杂性是log(n)

请参阅此处了解更多详细信息：为什么std:：map被实现为红黑树？

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