关于c++ STL map 和 unordered_map 的效率的对比测试
本文采用在随机读取和插入的情况下测试map和unordered_map的效率
笔者的电脑是台渣机,现给出配置信息
处理器 : Intel Pentium(R) CPU G850 @ 2.90GHz × 2
内存 : 7.7GiB
操作系统 : Ubuntu 20.04.2 LTS 64位(Noi Linux 2.0)
由于在数据量小的情况下二者时间差异微乎其微,测试范围从1e4开始到1e7,map unordered_map存储为 int, int二元组,int三元组
单 int测试
插入范围 | 查询范围 | map插入时间 | map查询时间 | unordered_map插入时间 | unordered_map查询时间 |
---|---|---|---|---|---|
10000 | 10000 | 11.95ms | 10.268ms | 15.184ms | 5.009ms |
100000 | 100000 | 113.374ms | 134.365ms | 200.852ms | 79.029ms |
1000000 | 1000000 | 1606.66ms | 1819.2ms | 2603.46ms | 862.877ms |
10000000 | 10000000 | 21688.5ms | 25461.7ms | 33973.7ms | 9484.45ms |
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main()
{
for(int n = 1e4, m = 1e4; n <= 1e9, m <= 1e9; n *= 10,m *= 10)
{
cout << n << "|" << m ;
srand(n);
int t0 = clock();
map <int ,int> M;
for(int i = 1; i <= n; i++)
{
M[rand()] = i;
}
cout << "| " << (double)(clock() - t0) / 1000 << "ms ";
unsigned sum = 0;
t0 = clock();
for(int i = 1; i <= m; i++)
{
sum += M[rand()];
}
cout << "| " << (double)(clock() - t0) / 1000 << "ms ";
srand(n);
unordered_map <int, int> U;
for(int i = 1; i <= n; i++)
{
U[rand()] = i;
}
cout << "| " << (double)(clock() - t0) / 1000 << "ms ";
sum = 0;
t0 = clock();
for(int i = 1; i <= m; i++)
{
sum += U[rand()];
}
cout << "| " << (double)(clock() - t0) / 1000 << "ms |" << endl;
}
return 0;
}
二元组测试
插入范围 | 查询范围 | map插入时间 | map查询时间 | unordered_map插入时间 | unordered_map查询时间 |
---|---|---|---|---|---|
10000 | 10000 | 10.617ms | 11.523ms | 16.301ms | 5.14ms |
100000 | 100000 | 122.489ms | 141.413ms | 195.278ms | 70.122ms |
1000000 | 1000000 | 1792.69ms | 2173.48ms | 2879.21ms | 783.437ms |
10000000 | 10000000 | 25017.8ms | 28777.1ms | 36499.8ms | 8666.73ms |
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
struct PII
{
int x, y;
bool operator ==(const PII b) const
{
return x == b.x && y == b.y;
}
bool operator <(const PII b) const
{
return x != b.x ? x < b.x : y < b.y;
}
};
struct hashPII
{
size_t operator()(const PII &p) const
{
return hash<int>()(p.x) ^ hash<int>()(p.y);
}
};
int main()
{
for(int n = 1e4, m = 1e4; n <= 1e9, m <= 1e9; n *= 10,m *= 10)
{
cout << n << "|" << m ;
srand(n);
int t0 = clock();
map <PII ,int> M;
for(int i = 1; i <= n; i++)
{
M[{rand(), rand()}] = i;
}
cout << "| " << (double)(clock() - t0) / 1000 << "ms ";
unsigned sum = 0;
t0 = clock();
for(int i = 1; i <= m; i++)
{
sum += M[{rand(), rand()}];
}
cout << "| " << (double)(clock() - t0) / 1000 << "ms ";
srand(n);
unordered_map <PII, int, hashPII> U;
for(int i = 1; i <= n; i++)
{
U[{rand(), rand()}] = i;
}
cout << "| " << (double)(clock() - t0) / 1000 << "ms ";
sum = 0;
t0 = clock();
for(int i = 1; i <= m; i++)
{
sum += U[{rand(), rand()}];
}
cout << "| " << (double)(clock() - t0) / 1000 << "ms |" << endl;
}
return 0;
}
三元组测试
插入范围 | 查询范围 | map插入时间 | map查询时间 | unordered_map插入时间 | unordered_map查询时间 |
---|---|---|---|---|---|
10000 | 10000 | 9.265ms | 10.061ms | 14.415ms | 4.325ms |
100000 | 100000 | 127.82ms | 141.59ms | 196.931ms | 70.29ms |
1000000 | 1000000 | 1700.73ms | 1971.21ms | 2685.96ms | 782.957ms |
O2
单 int测试
插入范围 | 查询范围 | map插入时间 | map查询时间 | unordered_map插入时间 | unordered_map查询时间 |
---|---|---|---|---|---|
10000 | 10000 | 2.103ms | 2.617ms | 3.775ms | 1.261ms |
100000 | 100000 | 46.243ms | 67.461ms | 86.591ms | 34.024ms |
1000000 | 1000000 | 822.828ms | 1056.85ms | 1412.39ms | 422.122ms |
10000000 | 10000000 | 13690.2ms | 16854.1ms | 20994.4ms | 4903.84ms |
二元组测试
插入范围 | 查询范围 | map插入时间 | map查询时间 | unordered_map插入时间 | unordered_map查询时间 |
---|---|---|---|---|---|
10000 | 10000 | 2.463ms | 3.461ms | 4.908ms | 2.209ms |
100000 | 100000 | 61.531ms | 89.114ms | 127.359ms | 49.821ms |
1000000 | 1000000 | 1301.74ms | 1692.79ms | 2184.67ms | 585.508ms |
10000000 | 10000000 | 21245.7ms | 24632.5ms | 30906.3ms | 7312.4ms |
理论复杂度
map<int, int> | unordered_map<int, int> | ||
---|---|---|---|
插入 | \(O(log( n ) )\) | \(O(log(n / m)\) m = 桶数 | |
读取 | \(O(log( n ) )\) | \(O(1) ?\) |
可以发现随着数据量的增大unordered_map在插入上由于冲突,性能是不及map的插入\(O(logn)\)的,但是其优秀的\(O(1) ?\)读取具有很大的性能优势
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