C++ Hash表与哈希表性能评估

C++ 中的哈希表通常是通过 unordered_map 或 unordered_set 实现的，它们都是基于哈希表数据结构来存储和检索数据的

1. 时间复杂度：

   • 平均情况下，unordered_map 和 unordered_set 的插入、删除和查找操作的时间复杂度都是 O(1)。
   • 最坏情况下（例如，当所有元素都发生冲突时），这些操作的时间复杂度可能会退化为 O(n)，其中 n 是哈希表中元素的数量。

2. 空间复杂度：

   • unordered_map 和 unordered_set 的空间复杂度通常为 O(n)，其中 n 是哈希表中元素的数量。这是因为它们需要存储元素本身以及用于解决哈希冲突的额外空间。

3. 哈希函数：

   • 哈希函数的质量对哈希表性能至关重要。一个好的哈希函数应该能够将输入数据均匀地分布在整个哈希表中，以减少冲突的可能性。C++ 标准库中的 unordered_map 和 unordered_set 使用了默认的哈希函数，但在某些情况下，您可能需要根据您的特定需求定制哈希函数。

4. 负载因子：

   • 负载因子是哈希表中已填充位置与总位置之比。负载因子越高，冲突的可能性越大，可能导致性能下降。通常，可以将负载因子设置为 0.7 或 0.8，以在时间和空间效率之间取得平衡。

5. 动态调整：

   • 当哈希表的负载因子超过某个阈值时，unordered_map 和 unordered_set 会自动调整其内部结构以容纳更多元素。这通常涉及重新哈希现有元素到新的桶中。这种动态调整可能会导致一些性能开销，但在大多数情况下，这种开销是可以接受的。

总之，C++ 中的哈希表（unordered_map 和 unordered_set）在平均情况下具有很好的性能，但在最坏情况下可能会受到影响。为了获得最佳性能，您需要根据您的应用程序需求选择合适的哈希函数、负载因子和动态调整策略。