C++——再探关联容器

可以将关联容器的值设置为容器

程序功能：一通过关键字寻找其对应的多个值，这些值被保存在一个链表中，也可以用vector来保存

int main()
{
    string s = "aa";
    map> mp;
    string words;
    while(cin >> words)
    {
        if(words=="break")
            break;
        int a;
        cin >> a;
        mp[words].push_back(a);
    }
    cout << "请输入要查找的关键字";
    cin >> words;
    auto i = mp.find(words);
    for(auto x : i->second){
        cout << x << " ";
    }
    return 0;
}

multimap与multiset

再map与set中关键字是唯一的，对于一个给定的关键字，只能有一个元素的关键字等于他。但是这两个容器没有进行限制

pair

在默认构造的情况下会对两个成员分别进行初始化

一些特备的操作

using Pair = pair;
Pair func(string & s)
{
    if(!s.empty())
        return {s.front(),s.size()}; //用一个二元列表隐式的返回二元组，挺有意思
    else
        return Pair();
}

模板类的嵌套

可将pair嵌套在vector中记录东西

程序功能：记录一个人的名字和身高并用二元组包装保存在vector中

int main()
{
    vector> vec;
    string s;
    int a;
    while(true){
        cout << "请输入姓名，输入break退出";
        getline(cin,s);
        if(s == "break")
            break;
        cout << "请输入身高";
        cin >> a;
        cin.get();
        vec.emplace_back(s,a);
    }
    for_each(vec.begin(), vec.end(),[](pair & p){cout << p.first << " " << p.second << endl;});
    return 0;
}

一些类型

key_type关键字类型

mapped_type map系列独有，与关键字关联的类型

value_type对于set与key_tyep相同，对于map系列为

 历遍关联容器

主题set里数据是只读的，要用const修饰参数

int main()
{
    set s {"hello","world","I","Love","C++","a","b","c"};
    for_each(s.begin(), s.end(),[](const string & s) {cout << s << endl;});
    return 0;
}

向map中添加元素

使用insert方法向map中插入元素，此方法返回一个pair，第一个类型是迭代器，指向关键字对应的元素，第二个类型是bool表示是否插入成狗，若插入成功为true反则为false，插入失败（插入的元素的关键字在map中已经存在）。

​
int main()
{
    set s {"hello","world","I","Love","C++","a","b","c"};
    map mp;
    int a= 0;
    for(const auto& i : s){
        ++a;
        auto  p = mp.insert({i,a});
        cout << p.first->first << " " << p.first->second << " " << p.second << endl;
    }
    //再插入一个hello
    auto p = mp.insert({"hello",222});
    if(p.second)
        cout << "插入成功";
    else
        cout << "插入失败";
    return 0;
}

​

multiset和set则返回一个迭代器，因为其无需判断原先的关联容器中是否已经存在对应得关键字，其关键字是可重复得

程序功能：统计键入得单词出现得次数

int main()
{
    map mp;
    string word;
    while(cin >> word)
    {
        if(word == "break")
            break;
        auto p = mp.insert({word,1});
        if(!p.second)
            p.first->second++;
    }
    for_each(mp.cbegin(), mp.cend(),
             [](const pair & p){ cout << p.first << " " << p.second << endl;});
    return 0;
}

删除操作

接受key_type参数，返回删除元素的数量

int main()
{
    multimap mp;
    string word;
    while(cin >> word)
    {
        if(word == "break")
            break;
        mp.insert({word,1});
    }
    for_each(mp.cbegin(), mp.cend(),
             [](const pair & p){ cout << p.first << " " << p.second << endl;});
    int erase_num = mp.erase("hello");
    cout << "一共删除了"  << erase_num << "个hello\n";
    for_each(mp.cbegin(), mp.cend(),
             [](const pair & p){ cout << p.first << " " << p.second << endl;});
    return 0;
}

还有接受范围迭代器和迭代器的两个重载版本,功能大同小异

map的下标访问操作返回类型为mapped_type

map重载了[]，并有一个at()函数不同的是

如果没有对应的关键字[]会插入一个，at()会抛出一个out_of_range异常

程序功能：统计键入的单词出现的次数

int main()
{
    map mp;
    string word;
    while(cin >> word)
    {
        if(word == "break")
            break;
        ++mp[word];
    }
    for_each(mp.cbegin(), mp.cend(),
             [](const pair & p){ cout << p.first << " " << p.second << endl;});
    return 0;
}

干净又卫生奥

注意：[]和at都只对非const的map和unordered_map有用

搜索操作

 find()方法，找到第一个相应的关键字对应的pair并返回指向其的迭代器

count()方法，找到相应的关键字对应的pair数量并返回

方法lower_bound(), upperbound(), equal_rang()之前的博客说过

对于非多关联的关联容器很执行操作，对于多关联容器需要一些组合才能达到查找的目的

可以使用lower_bound(), upperbound()组合，如果返回的迭代器相等（有可能是尾后迭代器），则元素不在容器中

可以使用equal_rang()方法

可以使用find(), count()组合

程序功能：通过单词缩写将单词专换为完全形式并输出，将映射规则保存在一个文件中，将转换后的字符串保存在另一个文件中

something.txt

brb be right back
k okay?
y why
r are
u you
pic picture
thk thanks

18r later

bool getmap(ifstream & fin,map & mp)
{
    string key;
    string value;
    while(fin >>key &&fin.get()&&getline(fin,value))
    {
        auto p =mp.insert({key,value});
        if(!p.second)
            return false;
    }
    return true;
}
int main()
{
    ifstream fin("something.txt");
    if(!fin.is_open())
    {
        cerr << "文件打开错误" << endl;
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    map words;
    if(!getmap(fin,words))
    {
        cerr << "源文件存在重复的关键字" << endl;
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    fin.clear();
    fin.close();
    ofstream fout("out.txt");
    if(!fout.is_open())
    {
        cerr << "文件打开错误" << endl;
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    string word;
    char ch;
    while(cin >> word&&cin.get(ch))
    {
        if(word == "quit")
            break;
        map::const_iterator i;
        if((i = words.find(word))!=words.end())
        {
            fout << i->second << ch;
        }else{
            fout << word << ch;
        }
    }
    fout.clear();
    fout.close();
    return 0;
}

无序关联容器

这些容器不是通过类型之间定义的严格弱序来组织的，而是使用哈希映射来组织的

理论上哈希映射可以获得更好的平均性能，使用也比有序关联容器见简单

虽然理论上无序关联容器比较快，但是想要达到好的效果还需要一些测试和调优

使用无序容器不会获得排好序的序列

工作原理

将哈希数值相同的关键字保存在一个桶里（一种数据结构），因此，相同的关键字也被保存在桶中

 一些桶接口

bucket_count ()桶的数量

max_bucket_count() 能容纳最多桶的数量

bucket_size(n)  第n个桶的大小

bucket(k) 关键字k在哪个桶中

桶迭代

local_iterator 访问桶的迭代器

const_local_iterator 上面的const版本

begin(), end(), cbegin(), cend() 不解释了

哈希策略

load_factor() 平均每个桶中的元素数量，返回float

max_load_factor() 维护桶的平均大小返回float，在需要时添加新的桶，使得load_factor<=max_load_factor

rehash(n) 重新存储，使得load_factor>n， 且bucket_count>size/max_load_factor

reserve(n) 重新存储，使得可以保存n个元素而且不必rehash

对关键字的要求

能进行==的比较

标准库为内置类和一些标准库类型型提供了hash模板能将数据映射为哈希值

但是自定义数据类型不可以，需要我们自己提供哈希映射函数和==判断。

演示

unordered_map> unmp;

再写全点，与上面的方法等价，因为string已经重载了==，就不用自己定义了，再自定义类型中可以像下面这样做

bool func(const string & s1, const string & s2) {
    return s1 == s2;
}
int main()
{
    unordered_map,func> unmp;
    return 0;
}