【STL】map和set的使用
map和set的使用
- 关联式容器
-
- 树形结构的关联式容器
- set的介绍及使用
-
- set的介绍
-
- set的构造
- set的使用
- set的应用
- multiset
- map的介绍及使用
-
- map的构造
- map的插入
- map的查找
- map的删除
- map的[]运算符重载
- map的应用
关联式容器
我们之前学习的vector list是序列式容器因为其底层为线性序列的数据结构，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，其里面存储的是
树形结构的关联式容器
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：map、set、multimap、multiset。这四种容器的共同点是：使用平衡搜索树(即红黑树)为其底层结果，容器中的元素是一个有序的序列。
set的介绍及使用
set的介绍
- set是按照一定次序存储元素的容器
- 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。
- 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，但它们允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。
注意： - 与map/multimap不同，map/multimap中存储的是真正的键值对
-
- set中插入元素时，只需要插入value即可，不需要构造键值对。
- set中的元素不可以重复(因此可以使用set进行去重)。
- 使用set的迭代器遍历set中的元素，可以得到有序序列
- set中的元素默认按照小于来比较
- set中查找某个元素，时间复杂度为：log2n
- 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的构造
1.构造某一类型的空容器
set<int> s1;
2.构造set的拷贝
set<int> s2(s1);
3.用迭代器区间中的元素构造set
string s("abcd");
set<string> a(s.begin(),s.end());
set的使用
| 成员函数 | 功能 |
|---|---|
| empty | 检测set是否为空，空返回true，否则返回true |
| size | 返回set中有效元素的个数 |
| insert | 在set中插入元素 |
| erase | 删除set中的元素 |
| find | 查找指定元素 |
| swap | 交换set中元素 |
| clear | 将set中的元素清空 |
| count | 获取容器中指定元素值的元素个数 |
set的应用
set<int> s;
s.insert(3);
s.insert(1);
s.insert(2);
s.insert(14);
s.insert(36);
s.insert(4);
s.insert(3);
s.insert(3);
//1.排序+去重
//遍历方式1
set<int>::iterator it = s.begin();
while (it != s.end())
{
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
//遍历方式2
for (auto e : s)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
//检查单词拼写是否正确
//思路:词库中单词都放进set的对象中，把每个写出来的单词
//去set中查一下，在不在，在就是正确的，不在就是错误的拼写
set<string> strSet;
strSet.insert("sort");
strSet.insert("left");
strSet.insert("right");
strSet.insert("insert");
//先找到，找到了再删
auto pos = s.find(4);
if (pos != s.end())
{
s.erase(pos);
}
set<string>::iterator ret = strSet.find("sort");
if (ret != strSet.end())
{
cout << "找到了" << endl;
}
else
{
cout << "没有找到" << endl;
}
ret = strSet.find("bet");
set<int>::reverse_iterator rit = s.rbegin();
while (rit != s.rend())
{
cout << *it << endl;
++it;
}
if (ret != strSet.end())
{
cout << "找到了" << endl;
}
else
{
cout << "没有找到" << endl;
}
multiset
multiset容器和set容器的区别是：multiset允许键值冗余，即multiset容器当中存储的元素是可以重复的。
void test_set2()
{
multiset<int> s;
s.insert(3);
s.insert(1);
s.insert(2);
s.insert(14);
s.insert(36);
s.insert(4);
s.insert(3);
multiset<int>::iterator it = s.begin();
while (it != s.end())
{
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << s.count(3) << endl;//计算有几个
}
map的介绍及使用
- 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。
- 在map中，键值key通常用于排序和唯一的标识元素，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; - 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，可以得到一个有序的序列)。
- 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。
- 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的构造
1.构造一个空容器
map<int, int> m1; //构造一个key为int类型，value为int类型的空容器
2.拷贝构造
map<int, int> m2(m1); //拷贝构造key为int类型，value为int类型
3.构造迭代器某一区间
map<int, int> m3(m2.begin(), m2.end()); //使用迭代器拷贝构造m2容器某段区间
map的插入
插入函数的原型：
pair<iterator,bool> insert (const value_type& val);
value_type 实际上是pair类型的别名，因此，我们向map容器插入元素时，需要用key和value构造一个pair对象，然后再将pair对象作为参数传入insert函数。
1.构造匿名对象插入
map<int, double> m;
//调用pair的构造函数，构造一个匿名对象插入
m.insert(pair<int,double>(1,1.1));
m.insert(pair<int, double>(2, 2.1));
m.insert(pair<int, double>(5, 5.1));
m.insert(pair<int, double>(5, 4.1));//k相同则插入失败
2.用函数模板构造对象
//好处是不需要去声明Pair的参数，让函数模板自己推演，用起来方便些
m.insert(make_pair(2, 2.2));
map<int, double>::iterator it = m.begin();
while (it != m.end())
{
cout << (*it).first<<":"<<(*it).second << endl;
++it;
}
cout << endl;
}
**注意：**insert函数的返回值也是一个pair对象，该pair对象中第一个成员的类型是map的迭代器类型，第二个成员的类型的一个bool类型。
具体含义如下：若待插入元素的键值key在map当中不存在，则insert函数插入成功，并返回插入后元素的迭代器和true。
若待插入元素的键值key在map当中已经存在，则insert函数插入失败，并返回map当中键值为key的元素的迭代器和false。
map的查找
函数原型：
iterator find (const key_type& k);
map的查找函数是根据所给key值在map当中进行查找，找到了，则返回对应元素的迭代器，若未找到，则返回容器中最后一个元素下一个位置的正向迭代器。
set<string> strSet;
strSet.insert("sort");
strSet.insert("left");
strSet.insert("right");
strSet.insert("insert");
//先找到，找到了再删
auto pos = s.find(4);
if (pos != s.end())
{
s.erase(pos);
}
set<string>::iterator ret = strSet.find("sort");
if (ret != strSet.end())
{
cout << "找到了" << endl;
}
else
{
cout << "没有找到" << endl;
}
map的删除
函数原型：
(1)
void erase (iterator position);//根据迭代器删除元素
(2)
size_type erase (const key_type& k);//删除该元素的函数值
(3)
void erase (iterator first, iterator last);//删除迭代器区间
int main ()
{
std::map<char,int> mymap;
std::map<char,int>::iterator it;
// insert some values:
mymap['a']=10;
mymap['b']=20;
mymap['c']=30;
mymap['d']=40;
mymap['e']=50;
mymap['f']=60;
it=mymap.find('b');
mymap.erase (it);
mymap.erase ('c');
it=mymap.find ('e');
mymap.erase ( it, mymap.end() );
// show content:
for (it=mymap.begin(); it!=mymap.end(); ++it)
std::cout << it->first << " => " << it->second << '\n';
return 0;
}
map的[]运算符重载
函数原型：
mapped_type& operator[] (const key_type& k);
[]的返回值
(*((this->insert(make_pair(k, mapped_type()))).first)).second
解析：
调用insert函数利用函数模板插入键值对。
拿出从insert函数获取到的迭代器(first)。
返回该迭代器位置元素的值value(second)。
int main ()
{
std::map<char,std::string> mymap;
mymap['a']="an element";
mymap['b']="another element";
mymap['c']=mymap['b'];
std::cout << "mymap['a'] is " << mymap['a'] << '\n';
std::cout << "mymap['b'] is " << mymap['b'] << '\n';
std::cout << "mymap['c'] is " << mymap['c'] << '\n';
std::cout << "mymap['d'] is " << mymap['d'] << '\n';
std::cout << "mymap now contains " << mymap.size() << " elements.\n";
return 0;
}
operator[]的原理是：
用
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[]函数最后将insert返回值键值对中的value返回。
map的应用
void test_3()
{
//1.统计次数2.找出大家最喜欢（出现次数最多）的三种水果
string arr[] = { "香蕉","苹果","香蕉","榴莲","草莓","苹果","香蕉","苹果","西瓜","西瓜","香蕉" };
map<string, int> countMap;
for (const auto& str : arr)
{
//思路：第一次出现插入，后续再出现就++次数ret->second
map<string, int>::iterator ret = countMap.find(str);
if (ret != countMap.end())
{
ret->second++;
}
else
{
countMap.insert(make_pair(str, 1));
}
}
//方法2
for (const auto& str : arr)
{
auto ret = countMap.insert(make_pair(str, 1));
if (ret.second == false)
{
ret.first->second++;
}
}
//方法3
map<string, int> countMap;
for (const auto& str : arr)
{
countMap[str]++;
}
//对水果次数排序的思路
vector<map<string, int>::iterator> v;
vector<map<string, int>::iterator> v;
map<string, int>::iterator countMapIt = countMap.begin();
while (countMapIt != countMap.end())
{
v.push_back(countMapIt);
++countMapIt;
}
sort(v.begin(), v.end(), MapItCompare());
//利用Map排序 拷贝Pair数据
map<int, string> sortMap;
for (auto e : countMap)
{
sortMap.insert(make_pair(e.second, e.first));
}
//利用set排序 不拷贝pair数据
set<map<string, int>::iterator, MapItCompare> sortSet;
countMapIt = countMap.begin();
while (countMapIt != countMap.end())
{
sortSet.insert(countMapIt);
++countMapIt;
}
//优先级堆列排序
typedef map<string, int>::iterator M_IT;
priority_queue<M_IT, vector<M_IT>, MapItCompare> pq;
countMapIt = countMap.begin();
while (countMapIt != countMap.end())
{
pq.push(countMapIt);
++countMapIt;
}
}
【总结】
- map中的的元素是键值对
- 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中的元素如果用迭代器去遍历，可以得到一个有序的序列
- map的底层为平衡搜索树(红黑树)，查找效率比较高为log2N
- 支持[]操作符，operator[]中实际进行插入查找。