C++：set、map的使用及其特性和区别

set、map的使用及其特性和区别

STL总共实现了两种不同结构的管理式容器：树型结构与哈希结构。树型结构的关联式容器主要有四种：set，map，multiset，multimap。下面介绍一下这四种容器的简单使用。

1.set

set里面每个元素只存有一个key值，它支持高效的关键字查询操作，比如检查一个关键字是否在set中。如果这个key值之前存在的话就不插入。

简单使用如下：

插入：

set<int> s;
	s.insert(2);
	s.insert(1);
	s.insert(4);
	s.insert(5);
	s.insert(3);
	s.insert(5);
	s.insert(5);
	s.insert(5);
	s.insert(5);
	s.insert(5);
	for (auto e : s)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;

插入如上数据之后，打印出来的值为1 2 3 4 5。set容器自动对以上数据进行了排序，并且实现了去重。但是不能对set里的值进行修改。

查找：

//时间复杂度：O(logN)----底层是搜索树
set<int>::iterator pos = s.find(3);
//时间复杂度：O(N)----需要遍历一遍（不建议使用）
//set::iterator pos = find(s.begin(), s.end(), 3);
if (pos != s.end())
{
	cout << "找到了" << endl;
}

set容器中的find查找效率高，因为底层是一个二叉搜索树，比要查找的值小就去左子树查找，反之则去右子树查找。

删除：

//s.erase(3);
s.erase(pos);//找到了我就删，没找到要删的话会报错
for (auto e : s)
{
	cout << e << " ";
}
cout << endl;

采用s.erase(3);这种操作如果没有3并不会报错，如果有3则会删除这个结点。
找到pos位置，采用s.erase(pos);这种操作如果没有3则会报错，如果有3则会删除这个结点。

交换：

set<int> ss;
ss.insert(6);
ss.insert(9);
ss.insert(8);
ss.insert(7);
ss.insert(10);

ss.swap(s);//交换根节点的指针，效率高
for (auto e : s)
{
	cout << e << " ";
}
cout << endl;

两个set的交换的其实是交换结点的指针，效率高。

清空：

s.clear();//清掉所有数据
for (auto e : s)
{
	cout << e << " ";
}
cout << endl;

遍历方法：

//新式for循环
for (auto e : s)
{
	cout << e << " ";
}
cout << endl;

//迭代器遍历
set<int>::iterator sit = s.begin();
while (sit != s.end())
{
	cout << *sit << " ";
	sit++;
}
cout << endl;

推荐大家使用新式for循环~比较简单一些٩(๑❛ᴗ❛๑)۶

2. multiset

其实整体的接口和set都相同，但是multiset可以插入key相同的值。

multiset<int> ms;
ms.insert(2);
ms.insert(1);
ms.insert(4);
ms.insert(5);
ms.insert(3);
ms.insert(5);
ms.insert(5);
ms.insert(5);
ms.insert(5);
ms.insert(5);

for (auto e : ms)//可以重复插入相同key值
{
	cout << e << " ";
}
cout << endl;

auto pos = ms.find(5);
if (pos != ms.end())
{
	cout << "找到了" << endl;//找到的是中序的第一个5
	while (*pos == 5)//往后继续找可以找到后面所有的5
	{
		cout << *pos << endl;
		++pos;
		if (pos == ms.end())//pos指向最后一个的下一个
			break;
	}
}

--pos;//倒数第一个5
ms.erase(pos);

for (auto e : ms)//可以重复插入相同key值
{
	cout << e << " ";
}
cout << endl;

multiset允许key的冗余，如果用find查找key值时，找到的是中序遍历第一个，因此不断遍历下午可以找到这个multiset里所有的key值。

multiset和set一样不能够对数据进行修改。

3.map

有别于set的是，map是一种key(键),value(值)的形式，用来保存键和值组成的集合，键必须是唯一的，但值可以不唯一。里面的元素可以根据键进行自动排序，由于map是key_value的形式，所以map里的所有元素都是pair类型。pair里面的first被称为key(键），second被称为value(值）。

它可以通过关键字查找映射关联信息value，同时根据key值进行排序。

相关类型的返回值

成员类型	含义
key_type	The first template parameter (Key)
mapped_type	The second template parameter (T)
value_type	pair

简单的使用如下：

插入：

map<string, string> dict;
dict.insert(pair<string, string>("string", "字符串"));//模板类型pair：构造了一个匿名对象插入到map
dict.insert(make_pair("apple", "苹果"));//模板函数make_pair：偷懒了，实际调的是pair
dict.insert({ "left", "左边" });
dict.insert({ "left", "剩余" });//插入不进去了，因为key值已经有了

插入有三种方法：

1. 采用创建pair的形式插入pair("string", "字符串")
2. 采用make_pair的形式进行插入make_pair("apple", "苹果")
3. 采用大括号的形式进行插入{ "left", "左边" }

遍历方法：

//新式for循环
for (const auto &e : dict)
{
	cout << e.first << ":" << e.second << endl;
}
cout << endl;

//迭代器遍历
map<string, string>::iterator mit = dict.begin();
while (mit != dict.end())
{
	cout << mit->first << ":" << mit->second << endl;
	cout << (*mit).first << ":" << (*mit).second << endl;
	mit++;
}

打印出来为：（根据key值进行了排序和key值的去重）

operator[ ]：

operator[]可以通过key值找到对应的value值。并且还可以使用operator[]插入数据。

dict["banana"];

如上，插入一个pair，这个pair的key值为“banana”，value为空字符串(\0)

dict["key"] = "关键字";

如上，插入一个pair，这个pair的key值为“key”，value为“关键字”

dict["left"] = "剩余";

如上，因为本来map里“left”这个key值，所以operator[]找到了这个key值，将它的value改成“剩余”。

打印出来为：

4.multimap

multimap允许key值的冗余，因此key值相同也可以进行插入。

multimap<string, string> mmp;
mmp.insert(pair<string, string>("left", "左边"));
mmp.insert(make_pair("key","关键字"));
mmp.insert({ "map", "地图" });
mmp.insert({ "left", "剩余" });

for (const auto &e : mmp)
{
	cout << e.first << ":" << e.second << endl;
}

打印出来为：

set和map特性和区别

set是一种关联式容器，其特性如下：

1. set以RBTree作为底层容器
2. 所得元素的只有key没有value，value就是key
3. 不允许出现键值重复
4. 所有的元素都会被自动排序
5. 不能通过迭代器来改变set的值，因为set的值就是键

map和set一样是关联式容器，它们的底层容器都是红黑树，区别就在于map的值不作为键，键和值是分开的。它的特性如下：

1. map以RBTree作为底层容器
2. 所有元素都是键+值存在
3. 不允许键重复
4. 所有元素是通过键进行自动排序的
5. map的键是不能修改的，但是其键对应的值是可以修改的