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c++中set和unordered_set的性能比较 _c++ set与unordered_set性能分析

尼克

尼克

发布时间:2025-10-29 18:31:02

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来源于php中文网

原创

set基于红黑树,有序,插入查找删除O(log n);2. unordered_set基于哈希表,无序,平均O(1),最坏O(n);3. set适合稳定性和有序遍历,unordered_set适合平均性能要求高场景;4. unordered_set内存开销大,需良好哈希函数;5. 数据规模、操作类型和排序需求决定选择。

c++中set和unordered_set的性能比较 _c++ set与unordered_set性能分析

在 C++ 中,setunordered_set 是两种常用的关联容器,用于存储唯一元素。它们在性能上有显著差异,适用于不同场景。

底层实现差异

set 基于红黑树(自平衡二叉搜索树)实现,元素有序存储,插入、删除、查找的时间复杂度为 O(log n)。

unordered_set 基于哈希表实现,元素无序,理想情况下插入、删除、查找的平均时间复杂度为 O(1),最坏情况为 O(n)。

插入性能对比

在大量数据插入时:

立即学习C++免费学习笔记(深入)”;

  • set 每次插入都需要维护树结构,保持有序性,速度较慢但稳定
  • unordered_set 插入较快,但可能因哈希冲突或重新哈希(rehash)导致个别操作变慢

若数据已部分有序,set 性能变化不大;而 unordered_set 通常不受输入顺序影响(除非哈希函数设计差)。

查找与遍历效率

查找操作:

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  • set 查找稳定在 O(log n),适合对稳定性要求高的场景
  • unordered_set 平均 O(1),但在哈希冲突严重时退化为 O(n)

遍历时:

  • set 支持有序遍历,迭代器按升序访问元素
  • unordered_set 遍历顺序不可预测,且缓存局部性较差,实际遍历速度可能更慢

内存占用与哈希开销

unordered_set 通常使用更多内存,因为哈希表需要预留空间以减少冲突(负载因子小于1),并维护桶和链表/探查结构。

set 每个节点包含左右子节点指针和颜色标记,也有额外开销,但总体空间更紧凑且可控。

如果自定义类型作为键,需为 unordered_set 提供良好的哈希函数,否则性能急剧下降。

基本上就这些:追求稳定有序选 set,追求平均速度且可接受最坏情况用 unordered_set。选择时应结合数据规模、操作类型、是否需要排序等因素综合判断。

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