福大軟工1816 · 第五次做業 - 結對做業2_map與unordered map的比較測試

測試代碼：

#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>
#include <windows.h>
#include <string.h>

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <map>
const int maxval = 2000000 * 5;
#include <unordered_map>

void map_test()
{
    printf("map_test\n");
    map<int, int> mp;
    clock_t startTime, endTime;
    startTime = clock();
    for (int i = 0; i < maxval; i++)
    {
        mp[rand() % maxval]++;
    }
    endTime = clock();
    printf("%lf\n", (double)(endTime - startTime) / CLOCKS_PER_SEC);
    printf("insert finish\n");
    startTime = clock();
    for (int i = 0; i < maxval; i++)
    {
        if (mp.find(rand()%maxval) == mp.end())
        {
            //printf("not found\n");
        }
    }
    endTime = clock();
    printf("%lf\n", (double)(endTime - startTime) / CLOCKS_PER_SEC);
    printf("find finish\n");
    
    startTime = clock();
    for(auto it = mp.begin(); it!=mp.end(); it++)
    {
        
    }
    endTime = clock();
    printf("%lf\n", (double)(endTime - startTime) / CLOCKS_PER_SEC);
    printf("travel finish\n");
    
    printf("------------------------------------------------\n");
}

void hash_map_test()
{
    printf("hash_map_test\n");
    unordered_map<int, int> mp;
    clock_t startTime, endTime;
    startTime = clock();
    for (int i = 0; i < maxval; i++)
    {
        mp[rand() % maxval] ++;
    }
    endTime = clock();
    printf("%lf\n", (double)(endTime - startTime) / CLOCKS_PER_SEC);
    printf("insert finish\n");
    startTime = clock();
    for (int i = 0; i < maxval; i++)
    {
        if (mp.find(rand() % maxval) == mp.end())
        {
            //printf("not found\n");
        }
    }
    endTime = clock();
    printf("%lf\n", (double)(endTime - startTime) / CLOCKS_PER_SEC);
    printf("find finish\n");
    
    startTime = clock();
    for(auto it = mp.begin(); it!=mp.end(); it++)
    {
        
    }
    endTime = clock();
    printf("%lf\n", (double)(endTime - startTime) / CLOCKS_PER_SEC);
    printf("travel finish\n");
    
    printf("------------------------------------------------\n");
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    srand(0);
    map_test();
    Sleep(1000);
    srand(0);
    hash_map_test();

    system("pause");
    return 0;
}

詳解：

map(使用紅黑樹)與unordered_map(hash_map)比較
    map理論插入、查詢時間複雜度O(logn)
    unordered_map理論插入、查詢時間複雜度O(1)

---

數據量較小時，多是因爲unordered_map(hash_map)初始大小較小，大小頻繁到達閾值，屢次重建致使插入所用時間稍大。(相似vector的重建過程)。
哈希函數也是有消耗的（應該是常數時間），這時候用於哈希的消耗大於對紅黑樹查找的消耗(O(logn))，因此unordered_map的查找時間會多餘對map的查找時間。

---

數據量較大時，重建次數減小，用於重建的開銷小，unordered_map O(1)的優點開始顯現

---

數據量更大，優點更明顯

---

使用空間：

前半部分爲map,後半部分爲unordered_map
unordered_map佔用的空間比map略多，但能夠接受。
map和unordered_map內部實現應該都是採用達到閾值翻倍開闢空間的機制（1六、3二、6四、12八、25六、5十二、1024……）浪費必定的空間是不可避免的。而且在開雙倍空間時，若不能從當前開闢，會在其餘位置開闢，開好後將數據移過去。數據的頻繁移動也會消耗必定的時間，在數據量較小時尤其明顯。

---

一種方法是手寫定長開散列。這樣作在數據量較小時有很好地效果（避免了數據頻繁移動，真正趨近O(1)）。但因爲是定長的，在數據量較大時，數據重疊嚴重，散列效果急劇降低，時間複雜度趨近O(n)。

---

一種折中的方法是本身手寫unordered_map(hash_map)，將初始大小賦爲一個較大的值。擴張能夠模仿STL的雙倍擴張，也能夠本身採用其餘方法。這樣寫出來的是最優的，可是實現起來極爲麻煩。
綜合利弊，咱們組採用unordered_map。

---

附：使用Dev測試與VS2017測試效果相差極大？？？

效率差了10倍？？？
緣由：
Dev

VS2017

在Debug下，要記錄斷點等調試信息，的確慢。
Release：不對源代碼進行調試，編譯時對應用程序的速度進行優化，使得程序在代碼大小和運行速度上都是最優的。
VS2017切到release後，還更快

除了前面說的Debug與release致使效率差別外，編譯器的不一樣也會致使效率差別。 學到了。