C++进阶 —— map/set
目录
一，关联式容器及键值对
键值对
树形结构的关联式容器
二，set
set介绍
set使用
三，map
map介绍
map使用
四，multiset
multiset介绍
multiset使用
五，multimap
multimap介绍
multimap使用
一，关联式容器及键值对
- 序列式容器，其底层为线性序列的数据结构，里面存储的是元素本身，如vector、list、deque、forward_list(C++11)等；
- 关联式容器，也是用来存储数据的，与序列式不同的是，其里面存储的是
键值对
- 用来表示具有一一对象关系的一种结构，该结构中一般只包含两个成员变量key(键值)/value(与key对应的信息)，如英汉互译字典；
template
struct pair
{
typedef T1 first_type;
typedef T2 second_type;
T1 first;
T2 second;
pair()
:first(T1())
,second(T2())
{}
pair(const T1& a, const T2& b)
:first(a)
,second(b)
{}
}; 树形结构的关联式容器
根据应用场景的不同，STL总共实现了两种不同结构的关联式容器，树形结构、哈希结构；
- 树形结构的关联式容器，主要有四种：map、set、multimap、multiset；
- 此四种容器的共同点，是使用平衡搜索树(即红黑树)作为底层结构，容器中的元素是一个有序的序列；
二，set
set介绍
- set是按照一定次序存储元素的容器；
- 在set中，元素的value(value即是key，类型为T)，并且每个value也必须是唯一的；set中的元素不能在容器中修改(元素总是const)，但是可从容器中插入和删除它们；
- 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；
- set容器通过key访问单个元素的速度通常比unordered_set容器慢，但它们永许根据顺序对子集进行直接迭代；
- set在底层是用二叉搜索树(红黑树)实现的；
注：
- 与map/multimap不同，map/multimap中存储的是真正的键值对，set中只放value，但在底层实际存放的是由
- set中插入元素时，只需要插入value即可，不需要构成键值对；
- set中的元素不可重复(因此可使用set进行去重)；
- 使用set的迭代器遍历set中的元素，可得到有序序列；
- set中的元素默认按照小于来比较；
- set中查找某个元素，实际复杂度为O(logN)；
- set中的元素不允许修改；
- set中的底层使用二叉搜索树(红黑树)来实现；
set使用
set模板参数列表
- T：set中存放元素的类型，实际在底层存储
- Compare：set中元素默认按照小于来比较；
- Alloc：set中元素空间的管理方式，使用STL提供的空间配置器管理；
set构造
set迭代器
- begin、end
- rbegin、rend
set容量
- empty
- size
set修改操作
- inset
- erase
- swap
- clear
- find
- count
int main()
{
int arr[] = { 5,3,4,1,7,8,2,6,0,9,1,5 };
int sz = sizeof(arr) / sizeof(int);
set s(arr, arr + sz);
cout << s.size() << endl;
s.insert(10);
s.erase(1);
for (auto& e : s)
{
cout << e << " "; //可去重
}
cout << endl;
for (auto it = s.rbegin(); it != s.rend(); ++it)
{
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
cout << s.count(1) << endl;
s.empty();
s.clear();
return 0;
} 三，map
map介绍
- map是关联容器，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；
- 在map中，键值key通常用于排序和唯一标识元素，而值value中存储与键值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，别名为pair(typedef pair value_type)；
- 在内部，map中的元素总是按照键值key进行比较排序的；
- 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，可以得到一个有序序列)；
- map支持下标访问符，即在[ ]中放key，即可找到与key对应的value；
- 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))；
map使用
map模板参数列表
- Key，键值对中key的类型；
- T，键值对中value的类型；
- Compare，比较器类型，map中的元素是按照key来比较的，默认按照小于来比较，一般情况下(内置类型)该参数不需传递，如无法比较(自定义类型)，需要用户自己显示传递比较规则(一般情况下按照函数指针或仿函数来传递)；
- Alloc，通过空间配置器来申请底层空间，不需要用户传递，除非用户不想使用标准库提供的空间适配器；
注：在使用map时，需包含头文件；
map构造
map迭代器
- begin、end
- rbegin、rend
map容量与元素访问
- empty
- size
- operator[ ]
注：当key不存在时，operator[]用默认value与key构造键值对，然后插入，返回该默认值；at()直接抛异常；如key存在，插入失败并返回该key所在位置的迭代器；
map元素修改
- insert
- erase
- swap
- clear
- find
- count
int main()
{
map m;
m.insert(pair("peach", "桃子")); //pair p("peach", "桃子");
m.insert(make_pair("banan", "香蕉"));
m["apple"] = "苹果";
//m.at("waterme"); //不存在抛异常
cout << m.size() << endl;
cout << m.count("waterme") << endl;
pair::iterator, bool> ret = m.insert(make_pair("banan", "香蕉"));
if (ret.second)
cout << "insert successful" << endl;
else
cout << "insert failed" << endl;
for (auto& e : m)
{
cout << e.first << "-->" << e.second << endl;
}
m.erase("apple");
map::iterator it = m.begin();
while (it != m.end())
{
cout << (*it).first << "-->" << (*it).second << endl;
++it;
}
it = m.find("banan");
cout << (*it).first << "-->" << (*it).second << endl;
return 0;
} 注：
- map中的元素是键值对；
- map中的key是唯一的，并且不能修改；
- 默认按照小于的方式对key进行比较；
- map中的元素如用迭代器去遍历，可以得到一个有序序列；
- map底层为平衡搜索树(红黑树)，查找效率比较高O(logN)；
四，multiset
multiset介绍
- multiset是按照特定顺序存储元素的容器，其中元素可以重复；
- 在multiset中，元素的value也会识别(因为multiset中本身存储的就是
- 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；
- 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；
- multiset底层结构为二叉搜索树(红黑树)；
注：
- multiset中在底层中存储的是
- multiset的插入接口中value即可；
- 与set区别是，multiset中的元素可以重复，set中的value是唯一的；
- 使用迭代器对multiset中的元素进行遍历，可得到有序序列；
- multiset不能修改元素；
- 在multiset中查找某个元素，时间复杂度O(logN)；
- multiset的作用是可以对元素进行排序；
multiset使用
int main()
{
int arr[] = { 5,3,4,1,7,8,2,6,0,9,1,5 };
int sz = sizeof(arr) / sizeof(int);
multiset s(arr, arr + sz);
cout << s.size() << endl;
s.insert(10);
s.erase(1);
for (auto& e : s)
{
cout << e << " "; //不去重
}
cout << endl;
for (auto it = s.rbegin(); it != s.rend(); ++it)
{
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
cout << s.count(5) << endl;
s.empty();
s.clear();
return 0;
} 五，multimap
multimap介绍
- multimap是关联式容器，按照特定顺序存储键值对
- 通常按照key排序和唯一标识元素，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，别名为pair(typedef pair
value_type)； - 在内部，multimap中的元素总是通过其内部比较对象，按照指定的严格弱排序标准对key进行排序的；
- 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；
- multimap在底层用二叉搜索树(红黑树)来实现；
注：multimap与map唯一不同就是，map中key是唯一的，multimap中key是可以重复的；
multimap使用
- multimap中key是可以重复的；
- multimap中的元素默认将key按照小于来比较；
- multimap中没有重载operator[]操作；
- 使用时需包含map头文件；
int main()
{
multimap m;
m.insert(pair("peach", "桃子"));
m.insert(make_pair("banan", "香蕉"));
m.insert(make_pair("banan", "香蕉"));
cout << m.size() << endl;
cout << m.count("banan") << endl;
for (auto& e : m)
{
cout << e.first << "-->" << e.second << endl;
}
m.erase("banan");
multimap::iterator it = m.begin();
while (it != m.end())
{
cout << (*it).first << "-->" << (*it).second << endl;
++it;
}
it = m.find("peach");
cout << (*it).first << "-->" << (*it).second << endl;
return 0;
}