使用map和hash_map的效率问题

实际上这个问题不光C++会遇到，其余全部语言的标准容器的实现及选择上都是要考虑的。作应用程序你可能以为影响不大，可是写算法或者核心代码就要当心了。今天改进代码，顺便又来温习基础功课了。 
　　还记得Herb Sutter那极有味道的《C++对话系列》么，在其中《产生真正的hash对象》这个故事里就讲了map的选择。顺便回顾一下，也讲一下我在实用中的理解。 
　　选择map容器，是为了更快的从关键字查找到相关的对象。与使用list这样的线性表容器相比，一能够简化查找的算法，二可使任意的关键字作索引，并与目标对象配对，优化查找算法。在C++的STL中map是使用树来作查找算法，这种算法差很少至关与list线性容器的折半查找的效率同样，都是O(log2N)，而list就没有map这样易定制和操做了。 
　　相比hash_map，hash_map使用hash表来排列配对，hash表是使用关键字来计算表位置。当这个表的大小合适，而且计算算法合适的状况下，hash表的算法复杂度为O(1)的，可是这是理想的状况下的，若是hash表的关键字计算与表位置存在冲突，那么最坏的复杂度为O(n)。 
　　那么有了这样的认识，咱们应该怎么样选用算法呢？前两天看Python文章的时候，不知道哪一个小子说Python的map比c++的map快，如何如何的。可是他并不知道Python是默认使用的hash_map，并且这些语言特征本质上是使用c/c++写出来的，问题在与算法和手段，而不是在于语言自己的优劣，你熟悉了各类算法，各类语言的细节、设计思想，还能在这偏激的嚷嚷孰好孰坏(片面与偏激的看待事物只能代表愚昧与无知，任何事物都有存在的价值，包括技术)。显然C++的STL默认使用树结构来实现map，是有考究的。 
　　树查找，在总查找效率上比不上hash表，可是它很稳定，它的算法复杂度不会出现波动。在一次查找中，你能够判定它最坏的状况下其复杂度不会超过O(log2N)。而hash表就不同，是O(1)，仍是O(N)，或者在其之间，你并不能把握。倘若你在开发一个供外部调用的接口，其内部有关键字的查找，可是这个接口调用并不频繁，你是会但愿其调用速度快、但不稳定呢，仍是但愿其调用时间平均、且稳定呢。反之倘若你的程序须要查找一个关键字，这个操做很是频繁，你但愿这些操做在整体上的时间较短，那么hash表查询在总时间上会比其余要短，平均操做时间也会短。这里就须要权衡了。 
　　这里总结一下，选用map仍是hash_map，关键是看关键字查询操做次数，以及你所须要保证的是查询整体时间仍是单个查询的时间。若是是要不少次操做，要求其总体效率，那么使用hash_map，平均处理时间短。若是是少数次的操做，使用hash_map可能形成不肯定的O(N)，那么使用平均处理时间相对较慢、单次处理时间恒定的map，考虑总体稳定性应该要高于总体效率，由于前提在操做次数较少。若是在一次流程中，使用hash_map的少数操做产生一个最坏状况O(N)，那么hash_map的优点也所以丧尽了。