6、C++ STL: map/multimap和unordered_map容器
目录
- map/multimap和unordered_map容器
-
- map基本概念
- map构造和赋值
- map大小和交换
- map插入和删除
- map查找和统计
- map容器排序
- unordered_map的使用
-
- map和unordered_map区别：
- 例：leetcode3.无重复字符的最长子串
声明：本文是在学习C++ STL–标准模板库的笔记，方便以后复习；主要参考《C++ Prime》、《C++标准库》、《黑马程序员匠心之作|C++教程从0到1入门编程》等。
map/multimap和unordered_map容器
map基本概念
简介：
- map中所有元素都是
pair pair中第一个元素为key（键值），起到索引作用，第二个元素为value（实值）- 所有元素都会根据元素的键值自动排序
本质：
map/multimap属于关联式容器，底层结构是基于红黑树实现。
优点：
- 可以根据
key值快速找到value值
map和multimap区别：
map不允许容器中有重复key值元素multimap允许容器中有重复key值元素
map构造和赋值
使用map前要包含头文件：
#include
功能描述：
- 对
map容器进行构造和赋值操作
函数原型：
构造：
map//map默认构造函数:map(const map &mp);//拷贝构造函数
赋值：
map& operator=(const map &mp);//重载等号操作符
示例：
#include 输出：
key = 1 value = 10
key = 2 value = 20
key = 3 value = 30
key = 1 value = 10
key = 2 value = 20
key = 3 value = 30
key = 1 value = 10
key = 2 value = 20
key = 3 value = 30
总结： map中所有元素都是成对出现，插入数据时候要使用对组
map大小和交换
功能描述：
- 统计map容器大小以及交换map容器
函数原型：
size();//返回容器中元素的数目empty();//判断容器是否为空swap(st);//交换两个集合容器
示例：
#include 输出：
m不为空
m的大小为： 3
交换前
key = 1 value = 10
key = 2 value = 20
key = 3 value = 30
key = 4 value = 100
key = 5 value = 200
key = 6 value = 300
交换后
key = 4 value = 100
key = 5 value = 200
key = 6 value = 300
key = 1 value = 10
key = 2 value = 20
key = 3 value = 30
总结：
- 统计大小 — size
- 判断是否为空 — empty
- 交换容器 — swap
map插入和删除
功能描述：
- map容器进行插入数据和删除数据
函数原型：
insert(elem);//在容器中插入元素。clear();//清除所有元素erase(pos);//删除pos迭代器所指的元素，返回下一个元素的迭代器。erase(beg, end);//删除区间[beg,end)的所有元素 ，返回下一个元素的迭代器。erase(key);//删除容器中值为key的元素。
示例：
#include 输出：
key = 1 value = 10
key = 2 value = 20
key = 3 value = 30
key = 4 value = 40
key = 2 value = 20
key = 3 value = 30
key = 4 value = 40
key = 2 value = 20
key = 4 value = 40
总结：
- map插入方式很多，记住其一即可
- 插入 — insert
- 删除 — erase
- 清空 — clear
map查找和统计
功能描述：
- 对map容器进行查找数据以及统计数据
函数原型：
find(key);//查找key是否存在,若存在，返回该键的元素的迭代器；若不存在，返回set.end();count(key);//统计key的元素个数
示例：
#include 输出：
找到了元素 key = 3 value = 30
num = 1
总结：
- 查找 — find （返回的是迭代器）
- 统计 — count （对于map，结果为0或者1）
map容器排序
学习目标：
- map容器默认排序规则为 按照key值进行 从小到大排序，掌握如何改变排序规则
主要技术点:
- 利用仿函数，可以改变排序规则
示例：
#include
class MyCompare {
public:
bool operator()(int v1, int v2) {
return v1 > v2;
}
};
void test01()
{
//默认从小到大排序
//利用仿函数实现从大到小排序
map<int, int, MyCompare> m;
m.insert(make_pair(1, 10));
m.insert(make_pair(2, 20));
m.insert(make_pair(3, 30));
m.insert(make_pair(4, 40));
m.insert(make_pair(5, 50));
for (map<int, int, MyCompare>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++) {
cout << "key:" << it->first << " value:" << it->second << endl;
}
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
输出：
key:5 value:50
key:4 value:40
key:3 value:30
key:2 value:20
key:1 value:1
总结：
- 利用仿函数可以指定map容器的排序规则
- 对于自定义数据类型，map必须要指定排序规则,同set容器
unordered_map的使用
map和unordered_map区别：
map的优点及缺点：
优点：
①、map基于红黑树实现，红黑树具有自动排序的功能，因此map内部所有的数据，在任何时候，都是有序的；
②、map内部实现基于红黑树，使得map的很多操作在lgn的时间复杂度下就可以实现，因此效率非常的高。
缺点：
空间占用率高，因为map内部基于红黑树，虽然提高了运行效率，但是因为每一个节点都需要额外保存父节点、孩子节点和红/黑性质，使得每一个节点都占用大量的空间。
应用场景：适用于有顺序要求的问题，使用map会更高效一些；
unordered_map的优点及缺点：
优点：
unordered_map内部基于哈希表，所以数据插入和查找的时间复杂度很低，几乎是常数时间缺点:
代价是消耗比较多的内存，无自动排序功能。 底层实现上，使用一个下标范围比较大的数组来存储元素，形成很多的桶，利用hash函数对key进行映射到不同区域进行保存。
应用场景：对于查找问题，unordered_map会更加高效一些。
map和unordered_map的使用
unordered_map的用法和map是一样的，提供了 insert，size，count等操作，并且里面的元素也是以pair类型来存贮的。
#include输出：
有3个元素
A1
B2
C3
find A!
B=2
例：leetcode3.无重复字符的最长子串
给定一个字符串 s ，请你找出其中不含有重复字符的 最长子串 的长度。
示例 1:
输入: s = “abcabcbb”
输出: 3
解释: 因为无重复字符的最长子串是 “abc”，所以其长度为 3。
#include 输出：
字符串最的长无重复子串的长度为: 4
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