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csp信奥赛C++标准模板库STL（7）：unordered_map的使用详解

一、unordered_map 概述

unordered_map是 C++ STL 中的关联容器，基于哈希表实现，提供 O(1) 平均时间复杂度的查找、插入和删除操作。

1.1 基本特性

• 底层结构：哈希表（hash table）
• 时间复杂度：
  • 平均情况：O(1)
  • 最坏情况：O(n)
• 元素顺序：无序（元素顺序与插入顺序无关）
• 头文件：#include <unordered_map>
• C++版本：C++11 及以上

二、基本用法

2.1 声明和初始化

#include<iostream>#include<unordered_map>#include<string>usingnamespacestd;intmain(){// 1. 空unordered_mapunordered_map<int,string>mp1;// 2. 初始化列表unordered_map<string,int>mp2={{"apple",5},{"banana",3},{"orange",7}};// 3. 复制构造unordered_map<string,int>mp3(mp2);return0;}

2.2 常用操作

// 插入元素mp["apple"]=5;// 使用下标运算符mp.insert({"banana",3});// 使用insert方法mp.emplace("orange",7);// 原地构造，效率更高// 访问元素cout<<mp["apple"]<<endl;// 如果不存在会创建cout<<mp.at("banana")<<endl;// 如果不存在抛出异常// 查找元素autoit=mp.find("apple");if(it!=mp.end()){cout<<"Found: "<<it->first<<" -> "<<it->second<<endl;}// 删除元素mp.erase("apple");// 按键删除mp.erase(it);// 按迭代器删除// 遍历元素for(auto&pair:mp){cout<<pair.first<<": "<<pair.second<<endl;}// 大小相关cout<<"Size: "<<mp.size()<<endl;cout<<"Empty: "<<mp.empty()<<endl;mp.clear();// 清空

三、竞赛常用技巧

3.1 统计频率（最常见的应用）

// 统计数组中每个元素的出现次数vector<int>nums={1,2,3,2,1,3,3,3};unordered_map<int,int>freq;for(intnum:nums){freq[num]++;}// 输出频率for(auto&p:freq){cout<<p.first<<" appears "<<p.second<<" times"<<endl;}

3.2 两数之和问题

// 在数组中找到两个数，使它们的和等于目标值vector<int>twoSum(vector<int>&nums,inttarget){unordered_map<int,int>hash;// 值 -> 索引for(inti=0;i<nums.size();i++){intcomplement=target-nums[i];if(hash.find(complement)!=hash.end()){return{hash[complement],i};}hash[nums[i]]=i;}return{};}

3.3 字符串模式匹配

// 判断两个字符串是否为字母异位词boolisAnagram(string s,string t){if(s.length()!=t.length())returnfalse;unordered_map<char,int>count;for(charc:s)count[c]++;for(charc:t){if(--count[c]<0)returnfalse;}returntrue;}

四、与map的对比

选择建议：

• 如果只需要快速查找，使用unordered_map
• 如果需要有序遍历，使用map
• 如果有大量数据且查找频繁，优先考虑unordered_map

总结

在CSP信奥赛中，unordered_map是最重要的数据结构之一，尤其适合：

1. 需要快速查找的场景- O(1)的平均时间复杂度
2. 统计频率- 计数、频率统计问题
3. 缓存中间结果- 动态规划中的记忆化搜索
4. 去重和存在性判断- 配合unordered_set使用

掌握好unordered_map的使用，能在竞赛中解决大量查找和统计类问题，是C++选手的必备技能。

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