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C++面试八股文：知道std::unordered_set/std::unordered_map吗？

2023-06-28 22:44 由 二进制架构 发表于 #后端开发

某日二师兄参加XXX科技公司的C++工程师开发岗位第27面：

面试官：知道std::unordered_set/std::unordered_map吗？

二师兄：知道。两者都是C++11引入的新容器，和std::set和std::map功能类似，key唯一，unordered_map的value可变。

二师兄：不同于set/map，unordered_set/unordered_map都是无序容器。

面试官：那你知道它们底层怎么实现的吗？

二师兄：两者底层使用哈希表实现，因此插入、删除和查找操作的平均时间复杂度为常数时间O(1)。

面试官：既然平均复杂度是O(1)，那么是不是可以取代set和map了？

二师兄：这里是平均的时间复杂度。哈希表插入、删除和查找操作的最差时间复杂度是O(n)，要比set/map的O(log n)大。

面试官：那你觉得哪些场景适合set/map，哪些场景适合unordered_set/unordered_map？

二师兄：set/map适用于需要有序存储和快速查找的场景，而unordered_set/unordered_map适用于需要快速插入和查找的场景。

面试官：unordered_set/unordered_map对于key的类型有什么要求吗？

二师兄：因为unordered_set/unordered_map底层采用哈希表，所以在使用自定义类型作为key的时候，需要告诉编译器如何计算此类型的hash值，同时还要告诉编译器如何判断两个自定义类型的对象是否相等。以下代码无法通过编译：

#include <iostream>
#include <unordered_set>
struct Foo
{
    std::string str;
    int val;
};
int main(int argc, char const *argv[])
{
    std::unordered_set<Foo> uset;
    uset.insert({"42",42});
    uset.insert({"1024",1024});
    return 0;
}

二师兄：此时需要为Foo类型实现bool operator==(const Foo& o) const函数和size_t operator()(const Foo& f) const仿函数，才能通过编译：

#include <iostream>
#include <unordered_set>
struct Foo
{
    std::string str;
    int val;
    bool operator==(const Foo& o) const
    {
        return str == o.str && val == o.val;
    }
};
struct Hash
{
    size_t operator()(const Foo& f) const
    {
        return std::hash<std::string>()(f.str) ^ std::hash<int>()(f.val);
    }
};
int main(int argc, char const *argv[])
{
    std::unordered_set<Foo,Hash> uset;
    uset.insert({"42",42});
    uset.insert({"1024",1024});
    return 0;
}

二师兄：当然我们也可以使用std::function或者lambda来代替仿函数，目的都是为了使得编译器知道如何计算自定义类型的哈希值。

面试官：用过unordered_multiset/unordered_multimap吗？

二师兄：没用过。但是应该和multiset/multimap类似，只是底层也采用hash表实现。

面试官：好的，今天的面试就结束了，请回去等消息吧。

对于今天面试官的表现，小伙伴们能给几分呢？不是面试官要放水，面完set/map之后再面unordered_set/unordered_map，真的没有那么多好问题，因为两者太像了。。。

好了，今天的面试到这里就结束了，让我们期待明天面试官的表现吧~

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