As duas estruturas de dados, std::map e std::unordered_map, são oferecidas pela biblioteca padrão do C++ para armazenar pares de chave-valor. A principal diferença entre elas está na forma como as chaves são armazenadas e acessadas. Vamos detalhar essas diferenças:
std::map: Mantém as chaves ordenadas, operações O(log n), árvore binária de busca.std::unordered\_map: Não mantém ordem, operações O(1) em média, tabela de dispersão.
std::map
- Ordenação: As chaves em um
std::mapsão armazenadas em ordem crescente, com base em um critério de comparação (por padrão,operator<). Isso significa que a estrutura mantém uma árvore binária de busca balanceada (geralmente uma árvore Red-Black) internamente. - Complexidade de Busca, Inserção e Remoção: Operações de busca, inserção e remoção têm complexidade logarítmica, ou seja, O(log n), onde n é o número de elementos.
- Iteração: A iteração sobre os elementos de um
std::mapé feita em ordem crescente das chaves.
std::unordered_map
- Ordenação: As chaves em um
std::unordered_mapnão são armazenadas em ordem específica. Internamente, ele usa uma tabela de dispersão (hash table). - Complexidade de Busca, Inserção e Remoção: Em média, essas operações têm complexidade O(1) (tempo constante), desde que a função de hash seja eficiente e a tabela não esteja muito cheia. No pior caso, a complexidade pode ser O(n) se houver muitas colisões.
- Iteração: A ordem de iteração sobre os elementos é indefinida e pode variar conforme as inserções e remoções são realizadas.
Qual das duas tende a ser mais rápida?
A std::unordered_map tende a ser mais rápida que a std::map para a maioria dos casos, especialmente quando se trata de operações de busca, inserção e remoção. Isso ocorre devido às seguintes razões:
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Complexidade das Operações:
std::unordered_map: Em média, as operações de busca, inserção e remoção têm complexidade O(1), desde que a tabela de dispersão esteja bem dimensionada e a função de hash seja eficiente. Isso significa que o tempo de execução dessas operações é constante na maioria dos casos.std::map: As mesmas operações têm complexidade O(log n) devido à estrutura de árvore binária de busca balanceada. Portanto, o tempo de execução aumenta logaritmicamente com o número de elementos.
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Sobrecarga de Ordenação:
std::unordered_map: Não precisa manter as chaves em ordem, o que elimina a sobrecarga associada à manutenção da estrutura ordenada.std::map: Precisa manter as chaves em ordem, o que adiciona uma sobrecarga adicional em comparação comstd::unordered_map.
Por exemplo, se você estiver desenvolvendo uma linguagem de programação com C++, std::unordered_map tende a ser a escolha mais vantajosa devido à sua eficiência nas operações de acesso.
Quando std::map pode ser mais vantajoso?
Apesar de std::unordered_map ser geralmente mais rápido, há casos em que std::map pode ser preferível:
- Necessidade de Ordem: Quando é necessário iterar sobre os elementos em uma ordem específica (crescente das chaves),
std::mapé a escolha correta. - Funções de Hash Ineficientes: Se a função de hash não for eficiente, pode haver muitas colisões, o que degrada o desempenho para O(n) no pior caso. Nesse caso,
std::mappode ser mais estável.
Em resumo, std::unordered_map é geralmente mais rápida para acesso, inserção e remoção, mas std::map é mais apropriada quando a ordenação dos elementos é necessária ou em situações onde a estabilidade do desempenho é crucial.
