C++里的std::map和std::unordered_map哪个更快？（红黑树O(logN)与哈希表O(1)）

裘德小鎮的故事

发布时间：2026-01-23 17:15:10

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来源于php中文网

原创

std::unordered_map平均查找O(1)但可能退化至O(N)，std::map稳定O(log N)；前者适合高质量哈希、均匀分布、预分配且只读场景，后者适合有序遍历、范围查询或小数据量。

c++里的std::map和std::unordered_map哪个更快？（红黑树o(logn)与哈希表o(1)）

std::map 查找慢但稳定，std::unordered_map 平均快但有退化风险

直接说结论：std::unordered_map 平均查找是 O(1)，std::map 是 O(log N)，但“平均”二字很关键——std::unordered_map 在哈希碰撞严重时会退化到 O(N)，而 std::map 的 O(log N) 始终可预测。

什么时候 std::unordered_map 真正快？

它快的前提是：键类型有高质量哈希函数、负载因子合理、内存足够、无大量重复哈希值。实际中常见满足条件的场景：

int、std::string（短字符串，且编译器启用了 SSO）、std::pair（自定义哈希已正确实现）
插入后基本只读查，不频繁增删导致 rehash
容器大小在千级到百万级，且键分布较均匀
你调用了 reserve() 预分配桶数，避免多次 rehash

没做 reserve() 时，插入过程可能触发多次扩容 + 全量重哈希，反而比 std::map 更慢。

std::map 哪些情况反而更优？

红黑树结构天然支持有序遍历和范围查询，这是哈希表做不到的。如果你需要：

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按 key 升序/降序迭代（for (const auto& p : my_map) 就是有序的）
用 lower_bound() / upper_bound() 找区间，或 equal_range()
键类型难写靠谱哈希（比如自定义结构体，字段多、易出错），或哈希函数本身慢（如长字符串反复计算）
数据量小（N ），log N ≈ 6，而哈希计算+取模+指针跳转开销可能更高

另外，std::map 迭代器稳定（插入不使原有迭代器失效），std::unordered_map 一旦 rehash，所有迭代器全失效——这对某些算法逻辑是硬伤。

别忽略内存与局部性差异

哈希表空间利用率低：默认最大负载因子是 1.0，意味着至少一半桶为空；且节点分散在堆上，缓存不友好。红黑树节点虽也有指针开销，但通常连续插入时内存布局更紧凑。

实测常见陷阱：

用 std::string 作 key 时，短串（≤23 字节）走 SSO，哈希快；长串每次调用 std::hash<:string> 会遍历整个字符串，开销陡增
自定义类型没重载 operator== 或没提供 std::hash 特化，编译直接报错，不是运行慢
调试模式下 std::unordered_map 的调试检查（如桶链表完整性验证）会显著拖慢，误判为“性能差”

std::unordered_map m;
m.reserve(1024); // 推荐：提前预留，避免运行时扩容
for (int i = 0; i < 1000; ++i) {
    m[i] = i * 2;
}

真正决定快慢的从来不是大 O 标签，而是你的键分布、操作模式、编译器优化级别，以及是否忘了 reserve 或写错了哈希。

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