c++中set和unordered_set的区别_c++集合容器底层结构对比

set基于红黑树，元素有序，操作时间复杂度O(log n)；unordered_set基于哈希表，无序，平均操作O(1)，适合追求效率且无需排序的场景。

在C++中，set 和 unordered_set 都是标准模板库（STL）提供的关联式容器，用于存储唯一元素。虽然它们功能相似，但在底层实现、性能特性以及使用场景上有显著区别。

1. 底层数据结构不同

set 的底层基于红黑树（一种自平衡二叉搜索树）。这种结构保证了元素在插入、删除和查找时都能保持有序，并且时间复杂度稳定。

unordered_set 的底层基于哈希表（Hash Table），通过哈希函数将元素映射到桶中。它不维护元素的顺序，但平均情况下操作速度更快。

2. 元素是否有序

set 中的元素是自动排序的，默认按升序排列。你可以自定义比较函数来改变排序规则。

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unordered_set 中的元素无固定顺序，遍历时的顺序不可预测，取决于哈希函数和冲突处理方式。

3. 时间复杂度对比

由于底层结构不同，两者在常见操作上的效率也不同：

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• set：插入、删除、查找的时间复杂度均为 O(log n)，因为红黑树的高度是 log n 级别。
• unordered_set：平均情况下这些操作为 O(1)，但在哈希冲突严重时可能退化到 O(n)。

4. 是否支持自定义类型

set 只要求自定义类型支持比较操作（如 < 运算符或提供比较函数对象）即可使用。

unordered_set 要求自定义类型必须提供哈希函数，即特化 std::hash 或传入自定义哈希函数对象，否则无法编译。

5. 内存开销与性能特点

set 每个节点需要存储左右子树指针和颜色标记，内存开销较大，但由于结构稳定，性能可预期。

unordered_set 哈希表需要预留足够桶空间以减少冲突，可能会有较多内存浪费；但平均访问速度快，适合对性能敏感的场景。

基本上就这些。选择哪个容器取决于你是否需要有序性、数据规模以及对性能的要求。如果需要排序，选 set；如果追求速度且不关心顺序，unordered_set 更合适。

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