在之前,我们已经接触过STL容器中的部分容器(vector、list、deque、forward_ list),这些容器我们称为序列式容器。因为其底层是线性的数据结构,里面存储的是元素本身。
关联式容器也是用来存储数据的,与序列式容器不同的是,里面存储的是
用来表示具有一一对应关系的一种结构,该结构中一般只有两个成员变量key和value。key代表键值,value表示与key对应的信息。
在STL中关于键值对的定义如下:
template <class K, class V>
struct pair
{
K first;
V second;
pair()
:first(K())
,second(V())
{}
pair(const K& a, cosnt V& b)
:first(a)
, second(b)
{}
};
a.set是按照一定次序存储元素的容器
b.在set中,元素的value也标识它(value就是key,类型为T),并且每个value必须是唯一的。set中的元素不能在容器中修改(元素总是const),但是可以从容器中插入或删除它们。
c.在内部,set中的元素总是按照其内部比较对象(类型比较)所指示的特定严格弱排序准则进行排序。
d.set容器通过key访问单个元素的速度通常比unordered_set容器慢,但它们允许根据顺序对子集进行直接迭代。
e.set在底层是用二叉搜索树(红黑树)实现的。
int main()
{
set<int> s1;
set<int> s2{ 1,2,3,4,5,6 };
set<int> s3(s2);
}
int main()
{
set<int> s{ 1,2,3,4,5,6 };
//正向迭代器
set<int>::iterator it = s.begin();
while (it != s.end())
{
cout << *it << endl;
it++;
}
//const迭代器
set<int>::const_iterator cit = s.cbegin();
while (cit != s.cend())
{
cout << *cit << endl;
cit++;
}
//反向迭代器
set<int>::reverse_iterator rit = s.rbegin();
while (rit != s.rend())
{
cout << *rit << endl;
rit++;
}
return 0;
}
int main()
{
set<int> s;
//插入操作
s.insert(1);
s.insert(4);
s.insert(2);
s.insert(5);
//删除值为1的元素
s.erase(1);
//有效元素个数
s.size();
//查找值为4的元素
set<int>::iterator ret = s.find(4);
cout << *ret << endl;
//清空集合
s.clear();
//判空操作
s.empty();
return 0;
}
a.multiset是按照特定顺序存储元素的容器,其中元素是可以重复的。
b.在multiset中,元素的value也会识别它(因为multiset中本身存储的就是
c.在内部,multiset中的元素总是按照其内部比较规则(类型比较)所指示的特定严格弱排序准则进行排序。
d.multiset容器通过key访问单个元素的速度通常比unordered_multiset容器慢,但当使用迭代器遍历时会得到一个有序序列。
e.multiset底层结构为二叉搜索树(红黑树)。
a.map是关联容器,它按照特定的次序(按照key来比较)存储由键值key和值value组合而成的元素
b.在map中,键值key通常用于排序和惟一地标识元素,而值value中存储与此键值key关联的内容。键值key和值value的类型可能不同,并且在map的内部,key与value通过成员类型value_type绑定在一起,为其取别名称为pair:typedef pair value_type;
c.在内部,map中的元素总是按照键值key进行比较排序的。
d.map中通过键值访问单个元素的速度通常比unordered_map容器慢,但map允许根据顺序对元素进行直接迭代(即对map中的元素进行迭代时,可以得到一个有序的序列)。
e.map支持下标访问符,即在[]中放入key,就可以找到与key对应的value。
f.map通常被实现为二叉搜索树(更准确的说:平衡二叉搜索树(红黑树))。
int main()
{
//构造空的map
map<int, int> m;
return 0;
}
int main()
{
map<int, int> m;
m.insert(make_pair(1, 12));
m.insert(make_pair(2, 12));
m.insert(make_pair(3, 15));
m.insert(make_pair(4, 102));
//正向迭代器
map<int, int>::iterator it = m.begin();
while (it != m.end())
{
cout << it->first << ":" << it->second << endl;
it++;
}
cout << endl;
//const迭代器
map<int, int>::const_iterator cit = m.cbegin();
while (cit != m.cend())
{
cout << cit->first << ":" << cit->second << endl;
cit++;
}
cout << endl;
//反向迭代器
map<int, int>::reverse_iterator rit = m.rbegin();
while (rit != m.rend())
{
cout << rit->first << ":" << rit->second << endl;
rit++;
}
cout << endl;
return 0;
}
int main()
{
map<int, int> m;
//自己显示定义pair插入
m.insert(pair<int, int>(1, 12));
m.insert(pair<int, int>(2, 12));
//使用make_pair函数插入
m.insert(make_pair(3, 15));
m.insert(make_pair(4, 102));
//删除key值为1的元素
m.erase(1);
//有效元素个数
m.size();
//查找key值为4的元素
map<int, int>::iterator ret = m.find(4);
cout << ret->first << ":" << ret->second << endl;
//清空集合
m.clear();
//判空操作
m.empty();
return 0;
}
a.Multimaps是关联式容器,它按照特定的顺序,存储由key和value映射成的键值对
b.在multimap中,通常按照key排序和惟一地标识元素,而映射的value存储与key关联的内容。key和value的类型可能不同,通过multimap内部的成员类型value_type组合在一起,value_type是组合key和value的键值对:typedef pair
c.在内部,multimap中的元素总是通过其内部比较对象,按照指定的特定严格弱排序标准对key进行排序的。
d.multimap通过key访问单个元素的速度通常比unordered_multimap容器慢,但是使用迭代器直接遍历multimap中的元素可以得到关于key有序的序列。
e.multimap在底层用二叉搜索树(红黑树)来实现。
#pragma once
#include
#include
using namespace std;
enum Colour
{
RED,
BLACK,
};
template<class T>
struct RBTreeNode
{
RBTreeNode(T& data)
:_data(data)
, _left(nullptr)
, _right(nullptr)
, _parent(nullptr)
, _col(RED)
{}
RBTreeNode<T>* _left;
RBTreeNode<T>* _right;
RBTreeNode<T>* _parent;
T _data;
Colour _col;
};
template<class T>
struct _TreeIterator
{
typedef RBTreeNode<T> Node;
typedef _TreeIterator<T> Self;
Node* _node;
_TreeIterator(Node* node)
:_node(node)
{}
T& operator*()
{
return _node->_data;
}
T* operator->()
{
return &_node->_data;
}
Self& operator++()
{
if (_node->_right)
{
Node* subleft = _node->_right;
while (subleft->_left)
{
subleft = subleft->_left;
}
_node = subleft;
}
else
{
Node* cur = _node;
Node* parent = cur->_parent;
while (parent && parent->_right == cur)
{
cur = parent;
parent = cur->_parent;
}
_node = parent;
}
return *this;
}
Self& operator--()
{
if (_node->_left)
{
Node* subright = _node->_left;
while (subright->_right)
{
subright = subright->_right;
}
_node = subright;
}
else
{
Node* cur = _node;
Node* parent = cur->_parent;
while (parent && parent->_left == cur)
{
cur = parent;
parent = cur->_parent;
}
_node = parent;
}
return *this;
}
bool operator!=(const Self& s)
{
return _node != s._node;
}
bool operator==(const Self& s)
{
return _node == s._node;
}
};
template<class K, class T, class KofT>
class RBTree
{
public:
typedef RBTreeNode<T> Node;
typedef _TreeIterator<T> iterator;
iterator begin()
{
Node* cur = _root;
while (cur && cur->_left)
{
cur = cur->_left;
}
return iterator(cur);
}
iterator end()
{
return iterator(nullptr);
}
pair<iterator, bool> Insert(T data)
{
if (_root == nullptr)
{
_root = new Node(data);
_root->_col = BLACK;
return make_pair(iterator(_root), true);
}
KofT koft;
Node* parent = nullptr;
Node* cur = _root;
while (cur)
{
if (koft(cur->_data) > koft(data))
{
parent = cur;
cur = cur->_left;
}
else if (koft(cur->_data) < koft(data))
{
parent = cur;
cur = cur->_right;
}
else
{
return make_pair(iterator(cur), false);
}
}
cur = new Node(data);
Node* newnode = cur;
if (koft(parent->_data) > koft(data))
{
parent->_left = cur;
cur->_parent = parent;
}
else
{
parent->_right = cur;
cur->_parent = parent;
}
cur->_col = RED;
while (parent && parent->_col == RED)
{
Node* grandfther = parent->_parent;
if (grandfther->_left == parent)
{
Node* uncle = grandfther->_right;
if (uncle && uncle->_col == RED)
{
grandfther->_col = RED;
parent->_col = uncle->_col = BLACK;
parent = grandfther->_parent;
cur = grandfther;
}
else
{
if (cur == parent->_right)
{
RotateL(parent);
swap(parent, cur);
}
RotateR(grandfther);
grandfther->_col = RED;
parent->_col = BLACK;
break;
}
}
else
{
Node* uncle = grandfther->_left;
if (uncle && uncle->_col == RED)
{
grandfther->_col = RED;
parent->_col = uncle->_col = BLACK;
parent = grandfther->_parent;
cur = grandfther;
}
else
{
if (cur == parent->_left)
{
RotateR(parent);
::swap(parent, cur);
}
RotateL(grandfther);
grandfther->_col = RED;
parent->_col = BLACK;
break;
}
}
}
_root->_col = BLACK;
return make_pair(iterator(newnode), true);
}
void RotateL(Node* parent)
{
Node* subR = parent->_right;
Node* subRL = subR->_left;
parent->_right = subRL;
if (subRL)
subRL->_parent = parent;
subR->_left = parent;
Node* ppNode = parent->_parent;
parent->_parent = subR;
if (_root == parent)
{
_root = subR;
subR->_parent = nullptr;
}
else
{
if (ppNode->_left == parent)
ppNode->_left = subR;
else
ppNode->_right = subR;
subR->_parent = ppNode;
}
}
void RotateR(Node* parent)
{
Node* subL = parent->_left;
Node* subLR = subL->_right;
parent->_left = subLR;
if (subLR)
subLR->_parent = parent;
subL->_right = parent;
Node* ppNode = parent->_parent;
parent->_parent = subL;
if (_root == parent)
{
_root = subL;
subL->_parent = nullptr;
}
else
{
if (ppNode->_left == parent)
ppNode->_left = subL;
else
ppNode->_right = subL;
subL->_parent = ppNode;
}
}
iterator Find(const K& key)
{
KofT koft;
Node* cur = _root;
while (cur)
{
if (koft(cur->_data) > key)
cur = cur->_left;
else if (cur->_kv.first < key)
cur = cur->_right;
else
return iterator(cur);
}
return iterator(nullptr);
}
private:
Node* _root = nullptr;
};
#pragma once
#include"RBTree.h"
namespace Set
{
template<class K>
class set
{
struct SetKetOfT
{
const K& operator()(const K& k)
{
return k;
}
};
public:
typedef typename RBTree<K, K, SetKetOfT>::iterator iterator;
iterator begin()
{
return _t.begin();
}
iterator end()
{
return _t.end();
}
pair<iterator, bool> Insert(const K& k)
{
return _t.Insert(k);
}
private:
RBTree<K, K, SetKetOfT> _t;
};
}
#pragma once
#include "RBTree.h"
#include
namespace Map
{
template<class K, class V>
class map
{
struct MapKeyOfT
{
const K& operator()(const pair<K, V> & kv)
{
return kv.first;
}
};
public:
typedef typename RBTree<K, pair<K, V>, MapKeyOfT>::iterator iterator;
iterator begin()
{
return _t.begin();
}
iterator end()
{
return _t.end();
}
pair<iterator, bool> Insert(const pair<K, V>& kv)
{
return _t.Insert(kv);
}
V& operator[](const K& key)
{
pair<iterator, bool> ret = _t.Insert(make_pair(key, V()));
return ret.first->second;
}
private:
RBTree<K, pair<K, V>, MapKeyOfT> _t;
};
}