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

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。

在 C++ 中，set 和 unordered_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：

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• 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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