set和map的使用

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前言

在C++STL中，树型结构的关联式容器有4种，分别是set，multiset，map，multimap，它们的底层都是用红黑树实现的，set和multiset包含在<>头文件中，map和multimap包含在<

如果想了解更详细请查看文档-》cplusplus

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1、set

1.1 set的构造

函数声明	功能介绍
set (const Compare& comp = Compare(), const Allocator& = Allocator() );	构造空的set
set (InputIterator first, InputIterator last, const Compare& comp = Compare(), const Allocator& = Allocator() );	用[first, last)区间中的元素构造set
set ( const set& x);	set的拷贝构造

1.2 set的迭代器

函数声明	功能介绍
iterator begin()	返回set中起始位置元素的迭代器
iterator end()	返回set中最后一个元素后面的迭代器
const_iterator cbegin() const	返回set中起始位置元素的const迭代器
const_iterator cend() const	返回set中最后一个元素后面的const迭代器
reverse_iterator rbegin()	返回set第一个元素的反向迭代器，即end()
reverse_iterator rend()	返回set最后一个元素下一个位置的反向迭代器，即rbegin()
const_reverse_iterator crbegin() const	返回set第一个元素的反向const迭代器，即cend()
const_reverse_iterator crend() const	返回set最后一个元素下一个位置的反向const迭代器，即crbegin()

1.3 set的容量

函数声明	功能介绍
bool empty ( ) const	检测set是否为空，空返回true，否则返回true
size_type size() const	返回set中有效元素的个数

1.4 set修改操作

函数声明	功能介绍
pair insert ( const value_type& x )	在set中插入元素x，实际插入的是构成的键值对，如果插入成功，返回<该元素在set中的位置，true>,如果插入失败，说明x在set中已经存在，返回
void erase ( iterator position )	删除set中position位置上的元素
size_type erase ( const key_type& x )	删除set中值为x的元素，返回删除的元素的个数
void erase ( iterator first, iterator last )	删除set中[first, last)区间中的元素
void swap ( set& st );	交换set中的元素
void clear ( )	将set中的元素清空
iterator find ( const key_type& x ) const	返回set中值为x的元素的位置
size_type count ( const key_type& x ) const	返回set中值为x的元素的个数

1.5 使用举例

int main()
{
	set<int> s;
	s.insert(5);
	s.insert(8);
	s.insert(1);
	s.insert(3);
	s.insert(2);
	s.insert(2);
	s.insert(4);

	for (auto& key : s)
		cout << key << " ";
	cout << endl;

	set<int>::iterator pos = s.find(3);//查找值为3的key，找到了就返回迭代器
	if (pos != s.end())
		s.erase(pos);

	s.erase(1);//也可以直接删除
	s.erase(30);//set中没有为30的key也不会报错

	for (auto& key : s)
		cout << key << " ";
	cout << endl;

	//count可以用来判断在set是否存在key
	int count1 = s.count(2);
	cout << "出现2的次数: "<< count1 << endl;

	int count2 = s.count(100);
	cout << "出现100的次数: " << count2 << endl;


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

2、multiset

mulitset和set的使用基本上一致，接口也大体相同，只是mulitset允许插入多个相同的key。
对于find而言，返回的是一个key的迭代器。
对于erase而言，如果参数是迭代器，则会删除这个迭代器所对应的数据，如果参数是一个key，则会删除multiset中所有的key
使用举例：

int main()
{
	multiset<int> s;
	s.insert(5);
	s.insert(8);
	s.insert(1);
	s.insert(3);
	s.insert(3);
	s.insert(2);
	s.insert(2);
	s.insert(2);
	s.insert(2);
	s.insert(4);
	s.insert(4);

	for (auto& key : s)
		cout << key << " ";
	cout << endl;

	set<int>::iterator pos = s.find(3);//查找值为3的key，找到了就返回迭代器
	//删除迭代器所对应的key
	if (pos != s.end())
		s.erase(pos);

	s.erase(4);//删除s中所有的4
	s.erase(30);//multiset中没有为30的key也不会报错

	cout << "删除了一个3和所有的4-->";
	for (auto& key : s)
		cout << key << " ";
	cout << endl;

	//count可以用来判断在multiset是否存在key，但是一般用find来判断
	int count1 = s.count(2);
	cout << "出现2的次数: "<< count1 << endl;

	int count2 = s.count(100);
	cout << "出现100的次数: " << count2 << endl;


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

3、set和multiset小总结

1. set/multiset中只放key(value)，但在底层实际存放的是由构成的键值对
2. set/multiset中插入元素时，只需要插入key(value)即可，不需要构造键值对
3. set中的元素不可以重复(因此可以使用set进行去重)，而multiset中的元素可以重复
4. 使用set/multiset的迭代器遍历set中的元素，可以得到有序序列
5. set/multiset中的元素默认按照小于来比较
6. 中查找某个元素，时间复杂度为：log2(n)

4、map

4.1 map的构造

map (const key_compare& comp = key_compare(), const allocator_type& alloc = allocator_type());	构造空的map
map (InputIterator first, InputIterator last, key_compare& comp = key_compare(),const allocator_type& alloc = allocator_type());	用[first, last)区间中的元素构造set
map (const map& x)	map的拷贝构造

4.2 map的迭代器

函数声明	功能介绍
iterator begin()	返回map中起始位置元素的迭代器
iterator end()	返回map中最后一个元素后面的迭代器
const_iterator cbegin() const	返回map中起始位置元素的const迭代器
const_iterator cend() const	返回map中最后一个元素后面的const迭代器
reverse_iterator rbegin()	返回map第一个元素的反向迭代器，即end()
reverse_iterator rend()	返回map最后一个元素下一个位置的反向迭代器，即rbegin()
const_reverse_iterator crbegin() const	返回map第一个元素的反向const迭代器，即cend()
const_reverse_iterator crend() const	返回最后一个元素下一个位置的反向const迭代器，即crbegin()

4.3 map的容量与元素访问

函数声明	功能介绍
bool empty ( ) const	检测map中的元素是否为空，是返回true，否则返回 false
size_type size() const	返回map中有效元素的个数
mapped_type& operator[] (const key_type& k)	返回去key对应的value

4.4 map中元素的修改

函数声明	功能介绍
pair insert ( const value_type& x )	在map中插入键值对x，注意x是一个键值对，返回值也是键值对：iterator代表新插入元素的位置，bool代表释放插入成功
void erase ( iterator position )	删除position位置上的元素
size_type erase ( const key_type& x )	删除键值为x的元素
void erase ( iterator first, iterator last )	删除[first, last)区间中的元素
void swap ( map& mp )	交换两个map中的元素
void clear ( )	将map中的元素清空
iterator find ( const key_type& x )	在map中插入key为x的元素，找到返回该元素的位置的迭代器，则返回end
const_iterator find ( const key_type& x ) const	在map中插入key为x的元素，找到返回该元素的位置的const迭代器，否则返回cend
size_type count ( const key_type& x ) const	返回key为x的键值在map中的个数，注意map中key是唯一的，因此该函数的返回值要么为0，要么为1，因此也可以用该函数来检测一个key是否在map中

4.5 举例说明

int main()
{
	map<int, int> m;
	//第一种插入方式
	m.insert(pair<int, int>(4, 4));
	m.insert(pair<int, int>(6, 6));

	//第二种插入方式
	m.insert(make_pair(1, 1));
	m.insert(make_pair(3, 3));
	m.insert(make_pair(2, 2));

	//第三种插入方式
	m.insert({ 5, 5 });

	//第四种插入方式,使用[]
	//operator[]的原理是：
	//用构造一个键值对，然后调用insert()函数将该键值对插入到map中
	//如果key已经存在，插入失败，insert函数返回该key所在位置的迭代器
	//如果key不存在，插入成功，insert函数返回新插入元素所在位置的迭代器
	//operator[]函数返回的是insert返回值(键值对)对value的引用
	//value& operator[] (const key_type& k);
	//(*((this->insert(make_pair(k,mapped_type()))).first)).second
	m[7] = 7;

	for (auto & num : m)
	{
		cout << num.first << " " << num.second << " ";
	}
	cout << endl;

	map<int, int>::iterator pos = m.find(3);//查找3是否在map中，如果在则返回3的迭代器
	if (pos != m.end())
		m.erase(pos);

	m.erase(4);//删除map中的key为4的键值对
	m.erase(100);//如果key不存在也不会报错

	for (auto & num : m)
	{
		cout << num.first << " " << num.second << " ";
	}
	cout << endl;
	
	//修改key所对应的val
	m[3] = 100;
	//如果map中不存在，则会添加
	m[50] = 50;
	for (auto & num : m)
	{
		cout << num.first << " " << num.second << " ";
	}
	cout << endl;

	//使用迭代器遍历
	map<int, int>::iterator it = m.begin();
	while (it != m.end())
	{
		cout << it->first << " " << it->second << " ";
		++it;
	}
	cout << endl;
}

5、multimap

multimap和map的使用基本上一致，接口也大体相同，只是multimap允许插入多个相同的key。
对于find而言，返回的是一个key的迭代器。
对于erase而言，如果参数是迭代器，则会删除这个迭代器所对应的数据，如果参数是一个key，则会删除multimap中key所对应的所有键值对。
使用举例：

int main()
{
	multimap<int, int> m;
	//第一种插入方式
	m.insert(pair<int, int>(4, 4));
	m.insert(pair<int, int>(6, 6));

	//第二种插入方式
	m.insert(make_pair(1, 1));
	m.insert(make_pair(3, 3));
	m.insert(make_pair(2, 2));
	m.insert(make_pair(2, 2));
	m.insert(make_pair(2, 2));

	//第三种插入方式
	m.insert({ 5, 5 });
	m.insert({ 4, 4 });
	m.insert({ 4, 4 });
	m.insert({ 4, 4 });

	//mulitmap不支持[]

	for (auto & num : m)
	{
		cout << num.first << " " << num.second << " ";
	}
	cout << endl;

	map<int, int>::iterator pos = m.find(3);//查找3是否在multimap中，如果在则返回3的迭代器
	if (pos != m.end())
		m.erase(pos);

	//连续删除，将key为2的键值对全部删除
	pos = m.find(2);
	while (pos != m.end() && pos->first == 2)
	{
		//先保存下一个迭代器，因为将pos删除则会导致迭代器失效
		auto next = pos;
		++next;
		m.erase(pos);
		pos = next;
	}
	m.erase(4);//删除multimap中key为4的键值对,如果存在多个，则全部删除
	m.erase(100);//如果key不存在也不会报错


	//使用迭代器遍历
	map<int, int>::iterator it = m.begin();
	while (it != m.end())
	{
		cout << it->first << " " << it->second << " ";
		++it;
	}
	cout << endl;
}

6、map和multimap小总结

• map中的key是不可以重复的，multimap中的key是可以重复的
• 使用set/multiset的迭代器遍历set中的元素，可以得到有序序列
• multimap中的元素默认将key按照小于来比较
• map支持[]的重载，multimap不支持[]的重载