【C++学习】【STL】关联式容器【map】【set】

C++ STL关联式容器是什么

通过学习所有的序列式容器不难发现，无论是哪种序列式容器，其存储的都是 C++ 基本数据类型（诸如 int、double、float、string 等）或使用结构体自定义类型的元素。例如，如下是一个存储 int 类型元素的 vector 容器： std::vector primes {2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19};

关联式容器则大不一样，此类容器在存储元素值的同时，还会为各元素额外再配备一个值（又称为“键”，其本质也是一个 C++ 基础数据类型或自定义类型的元素），它的功能是在使用关联式容器的过程中，如果已知目标元素的键的值，则直接通过该键就可以找到目标元素，而无需再通过遍历整个容器的方式。

弃用序列式容器，转而选用关联式容器存储元素，往往就是看中了关联式容器可以快速查找、读取或者删除所存储的元素，同时该类型容器插入元素的效率也比序列式容器高。

也就是说，使用关联式容器存储的元素，都是一个一个的“键值对”（ ），这是和序列式容器最大的不同。除此之外，序列式容器中存储的元素默认都是未经过排序的，而使用关联式容器存储的元素，默认会根据各元素的键值的大小做升序排序。

注意，关联式容器所具备的这些特性，归咎于 STL 标准库在实现该类型容器时，底层选用了 「红黑树」这种数据结构来组织和存储各个键值对。

C++ STL关联式容器种类

关联式容器名称	特点
map	定义在
set	定义在 头文件中，使用该容器存储的数据，各个元素键和值完全相同，且各个元素的值不能重复（保证了各元素键的唯一性）。该容器会自动根据各个元素的键（其实也就是元素值）的大小进行升序排序（调用 std::less）。
multimap	定义在
multiset	定义在 头文件中，和 set 容器唯一的不同在于，multiset 容器中存储元素的值可以重复（一旦值重复，则意味着键也是重复的）。

pair类模板

考虑到“键值对”并不是普通类型数据，C++ STL 标准库提供了 pair 类模板，

其专门用来将 2 个普通元素 first 和 second（可以是 C++ 基本数据类型、结构体、类自定的类型）创建成一个新元素。

通过其构成的元素格式不难看出，使用 pair 类模板来创建“键值对”形式的元素，再合适不过。

1.创建pair对象

注意，pair 类模板定义在头文件中，所以在使用该类模板之前，需引入此头文件。

#include 
#include       // pair
#include        // string
using namespace std;
int main() {
    // 调用构造函数 1，也就是默认构造函数
    pair  pair1;
    // 调用第 2 种构造函数
    pair  pair2("STL教程","http://c.biancheng.net/stl/");  
    // 调用拷贝构造函数
    pair  pair3(pair2);
    //调用移动构造函数
    pair  pair4(make_pair("C++教程", "http://c.biancheng.net/cplus/"));
    //等价于
    //pair  pair4 = make_pair("C++教程", "http://c.biancheng.net/cplus/");

    // 调用第 5 种构造函数
    pair  pair5(string("Python教程"), string("http://c.biancheng.net/python/"));  
   
    cout << "pair1: " << pair1.first << " " << pair1.second << endl;
    cout << "pair2: "<< pair2.first << " " << pair2.second << endl;
    cout << "pair3: " << pair3.first << " " << pair3.second << endl;
    cout << "pair4: " << pair4.first << " " << pair4.second << endl;
    cout << "pair5: " << pair5.first << " " << pair5.second << endl;
    return 0;
}

程序输出结果为：
pair1: 0
pair2: STL教程 http://c.biancheng.net/stl/
pair3: STL教程 http://c.biancheng.net/stl/
pair4: C++教程 http://c.biancheng.net/cplus/
pair5: Python教程 http://c.biancheng.net/python/

在上面程序的基础上，C++ 11 还允许我们手动为 pair1 对象赋值，比如：

pair1.first = "Java教程";
pair1.second = "http://c.biancheng.net/java/";
cout << "new pair1: " << pair1.first << " " << pair1.second << endl;

2.pair对象的比较

头文件中除了提供创建 pair 对象的方法之外，还为 pair 对象重载了 <、<=、>、>=、==、!= 这 6 的运算符，其运算规则是：对于进行比较的 2 个 pair 对象，先比较 pair.first 元素的大小，如果相等则继续比较 pair.second 元素的大小。

#include 
#include       // pair
#include        // string
using namespace std;
int main() {
    pair  pair1("STL教程", 20);
    pair  pair2("C++教程", 20);
    pair  pair3("C++教程", 30);
    //pair1和pair2的key不同，value相同
    if (pair1 != pair2) {
        cout << "pair != pair2" << endl;
    }
    //pair2和pair3的key相同，value不同
    if (pair2 != pair3) {
        cout << "pair2 != pair3" << endl;
    }
    return 0;
}

程序执行结果为：
pair != pair2
pair2 != pair3

最后需要指出的是，pair类模板还提供有一个 swap() 成员函数，能够互换 2 个 pair 对象的键值对，其操作成功的前提是这 2 个 pair 对象的键和值的类型要相同。例如：

#include 
#include       // pair
#include        // string
using namespace std;
int main() {
    pair  pair1("pair", 10);                   
    pair  pair2("pair2", 20);
    //交换 pair1 和 pair2 的键值对
    pair1.swap(pair2);
    cout << "pair1: " << pair1.first << " " << pair1.second << endl;
    cout << "pair2: " << pair2.first << " " << pair2.second << endl;
    return 0;
}

map容器

map 容器存储的都是 pair 对象，也就是用 pair 类模板创建的键值对。其中，各个键值对的键和值可以是任意数据类型，包括 C++ 基本数据类型（int、double 等）、使用结构体或类自定义的类型。

通常情况下，map 容器中存储的各个键值对都选用 string 字符串作为键的类型。

在使用 map 容器存储多个键值对时，该容器会自动根据各键值对的键的大小，按照既定的规则进行排序。默认情况下，map 容器选用std::less排序规则（其中 T 表示键的数据类型），其会根据键的大小对所有键值对做升序排序。当然，根据实际情况的需要，我们可以手动指定 map 容器的排序规则，既可以选用 STL 标准库中提供的其它排序规则（比如std::greater），也可以自定义排序规则。

另外需要注意的是，使用 map 容器存储的各个键值对，键的值既不能重复也不能被修改。换句话说，map 容器中存储的各个键值对不仅键的值独一无二，键的类型也会用 const 修饰，这意味着只要键值对被存储到 map 容器中，其键的值将不能再做任何修改。

小总结：

1.map存储的都是pair对象，通常选用string作为键的类型

2.有多个键值对时，容器会自动排序，我们也可以选择手动指定规则排序

3.键的值不能重复，并且一旦确定就不能再修改

map 容器的模板定义如下：

template < class Key,                                     // 指定键（key）的类型
           class T,                                       // 指定值（value）的类型
           class Compare = less,                     // 指定排序规则
           class Alloc = allocator >    // 指定分配器对象的类型
           > class map;

map 容器模板有 4 个参数，其中后 2 个参数都设有默认值。大多数场景中，我们只需要设定前 2 个参数的值，有些场景可能会用到第 3 个参数，但最后一个参数几乎不会用到。

map容器的创建

    //通过调用 map 容器类的默认构造函数，创建出一个空的 map 容器
    std::mapmyMap;
    //在创建 map 容器的同时，进行初始化
    std::mapmyMap{ {"C语言教程",10},{"STL教程",20} };
    //map 容器中存储的键值对，其本质都是 pair 类模板创建的 pair 对象
    std::mapmyMap{std::make_pair("C语言教程",10),std::make_pair("STL教程",20)};
    //在某些场景中，可以利用先前已创建好的 map 容器，再创建一个新的 map 容器
    std::mapnewMap(myMap);
    
    //创建一个会返回临时 map 对象的函数
    std::map disMap() {
    std::maptempMap{ {"C语言教程",10},{"STL教程",20} };
    return tempMap;
    }
    //调用 map 类模板的移动构造函数创建 newMap 容器
    std::mapnewMap(disMap());
    
    //取已建 map 容器中指定区域内的键值对，创建并初始化新的 map 容器
    std::mapmyMap{ {"C语言教程",10},{"STL教程",20} };
    std::mapnewMap(++myMap.begin(), myMap.end());    
    
    //程序手动修改了 myMap 容器的排序规则，令其作降序排序：
    std::map >myMap{ {"C语言教程",10},{"STL教程",20} };

map容器包含的成员

表 1 C++ map容器常用成员方法

成员方法	功能
begin()	返回指向容器中第一个（注意，是已排好序的第一个）键值对的双向迭代器。如果 map 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
end()	返回指向容器最后一个元素（注意，是已排好序的最后一个）所在位置后一个位置的双向迭代器，通常和 begin() 结合使用。如果 map 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
rbegin()	返回指向最后一个（注意，是已排好序的最后一个）元素的反向双向迭代器。如果 map 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的反向双向迭代器。
rend()	返回指向第一个（注意，是已排好序的第一个）元素所在位置前一个位置的反向双向迭代器。如果 map 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的反向双向迭代器。
cbegin()	和 begin() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的键值对。
cend()	和 end() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的键值对。
crbegin()	和 rbegin() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的键值对。
crend()	和 rend() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的键值对。
find(key)	在 map 容器中查找键为 key 的键值对，如果成功找到，则返回指向该键值对的双向迭代器；反之，则返回和 end() 方法一样的迭代器。另外，如果 map 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
lower_bound(key)	返回一个指向当前 map 容器中第一个大于或等于 key 的键值对的双向迭代器。如果 map 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
upper_bound(key)	返回一个指向当前 map 容器中第一个大于 key 的键值对的迭代器。如果 map 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
equal_range(key)	该方法返回一个 pair 对象（包含 2 个双向迭代器），其中 pair.first 和 lower_bound() 方法的返回值等价，pair.second 和 upper_bound() 方法的返回值等价。也就是说，该方法将返回一个范围，该范围中包含的键为 key 的键值对（map 容器键值对唯一，因此该范围最多包含一个键值对）。
empty()	若容器为空，则返回 true；否则 false。
size()	返回当前 map 容器中存有键值对的个数。
max_size()	返回 map 容器所能容纳键值对的最大个数，不同的操作系统，其返回值亦不相同。
operator[]	map容器重载了 [] 运算符，只要知道 map 容器中某个键值对的键的值，就可以向获取数组中元素那样，通过键直接获取对应的值。
at(key)	找到 map 容器中 key 键对应的值，如果找不到，该函数会引发 out_of_range 异常。
insert()	向 map 容器中插入键值对。
erase()	删除 map 容器指定位置、指定键（key）值或者指定区域内的键值对。后续章节还会对该方法做重点讲解。
swap()	交换 2 个 map 容器中存储的键值对，这意味着，操作的 2 个键值对的类型必须相同。
clear()	清空 map 容器中所有的键值对，即使 map 容器的 size() 为 0。
emplace()	在当前 map 容器中的指定位置处构造新键值对。其效果和插入键值对一样，但效率更高。
emplace_hint()	在本质上和 emplace() 在 map 容器中构造新键值对的方式是一样的，不同之处在于，使用者必须为该方法提供一个指示键值对生成位置的迭代器，并作为该方法的第一个参数。
count(key)	在当前 map 容器中，查找键为 key 的键值对的个数并返回。注意，由于 map 容器中各键值对的键的值是唯一的，因此该函数的返回值最大为 1。

#include 
#include 

程序执行结果为：
myMap size==3
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map容器迭代器用法详解

标准库为 map 容器配备的是双向迭代器（bidirectional iterator）。这意味着，map 容器迭代器只能进行 ++p、p++、--p、p--、*p 操作，并且迭代器之间只能使用 == 或者 != 运算符进行比较。

成员方法	功能
begin()	返回指向容器中第一个（注意，是已排好序的第一个）键值对的双向迭代器。如果 map 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
end()	返回指向容器最后一个元素（注意，是已排好序的最后一个）所在位置后一个位置的双向迭代器，通常和 begin() 结合使用。如果 map 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
rbegin()	返回指向最后一个（注意，是已排好序的最后一个）元素的反向双向迭代器。如果 map 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的反向双向迭代器。
rend()	返回指向第一个（注意，是已排好序的第一个）元素所在位置前一个位置的反向双向迭代器。如果 map 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的反向双向迭代器。
cbegin()	和 begin() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的键值对。
cend()	和 end() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的键值对。
crbegin()	和 rbegin() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的键值对。
crend()	和 rend() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的键值对。
find(key)	在 map 容器中查找键为 key 的键值对，如果成功找到，则返回指向该键值对的双向迭代器；反之，则返回和 end() 方法一样的迭代器。另外，如果 map 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
lower_bound(key)	返回一个指向当前 map 容器中第一个大于或等于 key 的键值对的双向迭代器。如果 map 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
upper_bound(key)	返回一个指向当前 map 容器中第一个大于 key 的键值对的迭代器。如果 map 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
equal_range(key)	该方法返回一个 pair 对象（包含 2 个双向迭代器），其中 pair.first 和 lower_bound() 方法的返回值等价，pair.second 和 upper_bound() 方法的返回值等价。也就是说，该方法将返回一个范围，该范围中包含的键为 key 的键值对（map 容器键值对唯一，因此该范围最多包含一个键值对）。

演示如何遍历 map 容器，下面程序以 begin()/end() 组合为例，

#include 
#include 

程序执行结果为：
C语言教程 http://c.biancheng.net/c/
STL教程 http://c.biancheng.net/stl/

find（)查找指定key值的键值对

map 类模板中还提供了 find() 成员方法，它能帮我们查找指定 key 值的键值对，

如果成功找到，则返回一个指向该键值对的双向迭代器；

反之，其功能和 end() 方法相同。

举个例子：

#include 
#include 

程序执行结果为：
Java教程 http://c.biancheng.net/java/
STL教程 http://c.biancheng.net/stl/

---

此程序中，创建并初始化的 myMap 容器，默认会根据各键值对中键的值，对各键值对做升序排序，其排序的结果为：

<"C语言教程","http://c.biancheng.net/c/">
<"Java教程","http://c.biancheng.net/java/">
<"STL教程","http://c.biancheng.net/stl/">

---

同时，map 类模板中还提供有 lower_bound(key) 和 upper_bound(key) 成员方法，它们的功能是类似的，唯一的区别在于：

lower_bound(key) 返回的是指向第一个键不小于 key 的键值对的迭代器；

upper_bound(key) 返回的是指向第一个键大于 key 的键值对的迭代器；

#include 
#include 

程序执行结果为：
lower：Java教程 http://c.biancheng.net/java/
upper：STL教程 http://c.biancheng.net/stl/

lower_bound(key) 和 upper_bound(key) 更多用于 multimap 容器，在 map 容器中很少用到。

equal_range(key) 成员方法可以看做是 lower_bound(key) 和 upper_bound(key) 的结合体，该方法会返回一个 pair 对象，其中的 2 个元素都是迭代器类型，其中 pair.first 实际上就是 lower_bound(key) 的返回值，而 pair.second 则等同于 upper_bound(key) 的返回值。

显然，equal_range(key) 成员方法表示的一个范围，位于此范围中的键值对，其键的值都为 key。

举个例子：

#include 
#include   //pair
#include 

程序执行结果为：
C语言教程 http://c.biancheng.net/c/

和 lower_bound(key)、upper_bound(key) 一样，该方法也更常用于 multimap 容器，因为 map 容器中各键值对的键的值都是唯一的，因此通过 map 容器调用此方法，其返回的范围内最多也只有 1 个键值对。

map获取键对应值

1) map 类模板中对[ ]运算符进行了重载，这意味着，类似于借助数组下标可以直接访问数组中元素，通过指定的键，我们可以轻松获取 map 容器中该键对应的值。

#include 
#include 

程序执行结果为：
http://c.biancheng.net/c/

注意，只有当 map 容器中确实存有包含该指定键的键值对，借助重载的 [ ] 运算符才能成功获取该键对应的值；反之，若当前 map 容器中没有包含该指定键的键值对，则此时使用 [ ] 运算符将不再是访问容器中的元素，而变成了向该 map 容器中增添一个键值对。其中，该键值对的键用 [ ] 运算符中指定的键，其对应的值取决于 map 容器规定键值对中值的数据类型，如果是基本数据类型，则值为 0；如果是 string 类型，其值为 ""，即空字符串（即使用该类型的默认值作为键值对的值）。

#include 
#include 

程序执行结果为：
C语言教程 0

实际上，[ ] 运算符确实有“为 map 容器添加新键值对”的功能，但前提是要保证新添加键值对的键和当前 map 容器中已存储的键值对的键都不一样。例如：

#include 
#include 

程序执行结果为：
Python教程 http://c.biancheng.net/python/
STL教程 http://c.biancheng.net/stl/

2) 除了借助 [ ] 运算符获取 map 容器中指定键对应的值，还可以使用 at() 成员方法。和前一种方法相比，at() 成员方法也需要根据指定的键，才能从容器中找到该键对应的值；不同之处在于，如果在当前容器中查找失败，该方法不会向容器中添加新的键值对，而是直接抛出 out_of_range 异常。

#include 
#include 

程序执行结果为：
http://c.biancheng.net/c/

除了可以直接获取指定键对应的值之外，还可以借助 find() 成员方法间接实现此目的。和以上 2 种方式不同的是，该方法返回的是一个迭代器，即如果查找成功，该迭代器指向查找到的键值对；反之，则指向 map 容器最后一个键值对之后的位置（和 end() 成功方法返回的迭代器一样）。

#include 
#include 

程序执行结果为：
C语言教程 http://c.biancheng.net/c/

注意，此程序中如果 find() 查找失败，会导致第 13 行代码运行出错。因为当 find() 方法查找失败时，其返回的迭代器指向的是容器中最后一个键值对之后的位置，即不指向任何有意义的键值对，也就没有所谓的 first 和 second 成员了。

如果以上方法都不适用，我们还可以遍历整个 map 容器，找到包含指定键的键值对，进而获取该键对应的值。比如：

#include 
#include 

本节所介绍的几种方法中，仅从“在 map 容器存储的键值对中，获取指定键对应的值”的角度出发，更推荐使用 at() 成员方法，因为该方法既简单又安全。

map insert()插入数据的4种方式

#include 
#include 

实际上，除了使用 [ ] 运算符实现向 map 容器中添加新键值对外，map 类模板中还提供有 insert() 成员方法，该方法专门用来向 map 容器中插入新的键值对。

注意，这里所谓的“插入”，指的是 insert() 方法可以将新的键值对插入到 map 容器中的指定位置，但这与 map 容器会自动对存储的键值对进行排序并不冲突。当使用 insert() 方法向 map 容器的指定位置插入新键值对时，其底层会先将新键值对插入到容器的指定位置，如果其破坏了 map 容器的有序性，该容器会对新键值对的位置进行调整。

1) 无需指定插入位置，直接将键值对添加到 map 容器中。insert() 方法的语法格式有以下 2 种：

//1、引用传递一个键值对
pair insert (const value_type& val);
//2、以右值引用的方式传递键值对
template
pair insert (P&& val);

其中，val 参数表示键值对变量，同时该方法会返回一个 pair 对象，其中 pair.first 表示一个迭代器，pair.second 为一个 bool 类型变量：

如果成功插入 val，则该迭代器指向新插入的 val，bool 值为 true；

如果插入 val 失败，则表明当前 map 容器中存有和 val 的键相同的键值对（用 p 表示），此时返回的迭代器指向 p，bool 值为 false。

#include 
#include 

程序执行结果为：
ret.iter = <{STL教程, http://c.biancheng.net/stl/}, 1>
ret.iter = <{C语言教程, http://c.biancheng.net/c/}, 1>
ret.iter = <{STL教程, http://c.biancheng.net/stl/}, 0>

另外，在程序中的第 21 行代码，还可以使用如下 2 种方式创建临时的键值对变量，它们是等价的：

//调用 pair 类模板的构造函数
ret = mymap.insert(pair{ "C语言教程","http://c.biancheng.net/c/" });
//调用 make_pair() 函数
ret = mymap.insert(make_pair("C语言教程", "http://c.biancheng.net/c/"));

2) 除此之外，insert() 方法还支持向 map 容器的指定位置插入新键值对，该方法的语法格式如下：

//以普通引用的方式传递 val 参数
iterator insert (const_iterator position, const value_type& val);
//以右值引用的方式传递 val 键值对参数
template
iterator insert (const_iterator position, P&& val);

其中 val 为要插入的键值对变量。注意，和第 1 种方式的语法格式不同，这里 insert() 方法返回的是迭代器，而不再是 pair 对象：

如果插入成功，insert() 方法会返回一个指向 map 容器中已插入键值对的迭代器；

如果插入失败，insert() 方法同样会返回一个迭代器，该迭代器指向 map 容器中和 val 具有相同键的那个键值对。

#include 
#include 

程序执行结果为：
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再次强调，即便指定了新键值对的插入位置， map 容器仍会对存储的键值对进行排序。也可以说，决定新插入键值对位于 map 容器中位置的，不是 insert() 方法中传入的迭代器，而是新键值对中键的值。

3) insert() 方法还支持向当前 map 容器中插入其它 map 容器指定区域内的所有键值对，该方法的语法格式如下：

template
void insert (InputIterator first, InputIterator last);

其中 first 和 last 都是迭代器，它们的组合可以表示某 map 容器中的指定区域。

#include 
#include 

程序执行结果为：
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4) 除了以上一种格式外，insert() 方法还允许一次向 map 容器中插入多个键值对，其语法格式为：

void insert ({val1, val2, ...});

其中，vali 都表示的是键值对变量。

#include 
#include 

map emplace()和emplace_hint()方法详解

和 insert() 方法相比，emplace() 和 emplace_hint() 方法的使用要简单很多，因为它们各自只有一种语法格式。其中，emplace() 方法的语法格式如下：

template
pair emplace (Args&&... args);

参数 (Args&&... args) 指的是，这里只需要将创建新键值对所需的数据作为参数直接传入即可，此方法可以自行利用这些数据构建出指定的键值对。另外，该方法的返回值也是一个 pair 对象，其中 pair.first 为一个迭代器，pair.second 为一个 bool 类型变量：
当该方法将键值对成功插入到 map 容器中时，其返回的迭代器指向该新插入的键值对，同时 bool 变量的值为 true；
当插入失败时，则表明 map 容器中存在具有相同键的键值对，此时返回的迭代器指向此具有相同键的键值对，同时 bool 变量的值为 false。

#include 
#include 

程序执行结果为：
1、ret.iter = <{STL教程, http://c.biancheng.net/stl/}, 1>
2、ret.iter = <{C语言教程, http://c.biancheng.net/c/}, 1>
3、ret.iter = <{STL教程, http://c.biancheng.net/stl/}, 0>

emplace_hint() 方法的功能和 emplace() 类似，其语法格式如下：

template
iterator emplace_hint (const_iterator position, Args&&... args);

显然和 emplace() 语法格式相比，有以下 2 点不同：

该方法不仅要传入创建键值对所需要的数据，还需要传入一个迭代器作为第一个参数，指明要插入的位置（新键值对键会插入到该迭代器指向的键值对的前面）；

该方法的返回值是一个迭代器，而不再是 pair 对象。当成功插入新键值对时，返回的迭代器指向新插入的键值对；反之，如果插入失败，则表明 map 容器中存有相同键的键值对，返回的迭代器就指向这个键值对。

#include 
#include 

程序执行结果为：
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multimap容器

所谓“相似”，指的是 multimap 容器具有和 map 相同的特性，即 multimap 容器也用于存储 pair 类型的键值对（其中 K 表示键的类型，T 表示值的类型），其中各个键值对的键的值不能做修改；并且，该容器也会自行根据键的大小对存储的所有键值对做排序操作。和 map 容器的区别在于，multimap 容器中可以同时存储多（≥2）个键相同的键值对。

multimap 容器类模板的定义如下：

template < class Key,                                   // 指定键（key）的类型
           class T,                                     // 指定值（value）的类型
           class Compare = less,                   // 指定排序规则
           class Alloc = allocator >  // 指定分配器对象的类型
           > class multimap;

multimap 容器模板有 4 个参数，其中后 2 个参数都设有默认值。

大多数场景中，我们只需要设定前 2 个参数的值，有些场景可能会用到第 3 个参数，但最后一个参数几乎不会用到。

multimap容器的创建

//通过调用 multimap 类模板的默认构造函数，可以创建一个空的 multimap 容器
    multimapmymultimap1;
    
//在创建 multimap 容器的同时，还可以进行初始化操作
    multimapmymultimap2{ {"C语言教程", "http://c.biancheng.net/c/"},
                                    {"Python教程", "http://c.biancheng.net/python/"},
                                    {"STL教程", "http://c.biancheng.net/stl/"} };
    //底层会先将每一个{key, value}创建成 pair 类型的键值对，
    //然后再用已建好的各个键值对初始化 multimap 容器。
    
//实际上，我们完全可以先手动创建好键值对，然后再用其初始化 multimap 容器 
    
    //借助 pair 类模板的构造函数来生成各个pair类型的键值对
    multimapmymultimap{
                  pair{"C语言教程", "http://c.biancheng.net/c/"},
               pair{ "Python教程", "http://c.biancheng.net/python/"},
               pair{ "STL教程", "http://c.biancheng.net/stl/"}
    };
    //调用 make_pair() 函数，生成键值对元素
    //创建并初始化 multimap 容器
    multimapmymultimap{
    make_pair("C语言教程", "http://c.biancheng.net/c/"),
    make_pair("Python教程", "http://c.biancheng.net/python/"),
    make_pair("STL教程", "http://c.biancheng.net/stl/")
    };
    
    //通过调用 multimap 类模板的拷贝（复制）构造函数，也可以初始化新的 multimap 容器
    multimapnewmultimap3(mymultimap);//成功创建一个和 mymultimap 完全一样的 newmultimap 容器
    
//从已有 multimap 容器中，选定某块区域内的所有键值对，用作初始化新 multimap 容器时使用。
    multimapmymultimap4{ {"C语言教程", "http://c.biancheng.net/c/"},
                                    {"Python教程", "http://c.biancheng.net/python/"},
                                    {"STL教程", "http://c.biancheng.net/stl/"} };
                                    
    multimapnewmultimap4(++mymultimap.begin(), mymultimap.end());
    
//利用模板库提供的std::greater排序函数，实现令 multimap 容器对存储的键值对做降序排序
    multimap>mymultimap{ {'a',1},{'b',2} };//降序 
    multimap>mymultimap{ {'a',1},{'b',2} };//升序 
    
    
    //在某些特定场景中，我们还可以为 multimap 容器自定义排序规则

multimap容器包含的成员方法

成员方法	功能
begin()	返回指向容器中第一个（注意，是已排好序的第一个）键值对的双向迭代器。如果 multimap 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
end()	返回指向容器最后一个元素（注意，是已排好序的最后一个）所在位置后一个位置的双向迭代器，通常和 begin() 结合使用。如果 multimap 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
rbegin()	返回指向最后一个（注意，是已排好序的最后一个）元素的反向双向迭代器。如果 multimap 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的反向双向迭代器。
rend()	返回指向第一个（注意，是已排好序的第一个）元素所在位置前一个位置的反向双向迭代器。如果 multimap 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的反向双向迭代器。
cbegin()	和 begin() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的键值对。
cend()	和 end() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的键值对。
crbegin()	和 rbegin() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的键值对。
crend()	和 rend() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的键值对。
find(key)	在 multimap 容器中查找首个键为 key 的键值对，如果成功找到，则返回指向该键值对的双向迭代器；反之，则返回和 end() 方法一样的迭代器。另外，如果 multimap 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
lower_bound(key)	返回一个指向当前 multimap 容器中第一个大于或等于 key 的键值对的双向迭代器。如果 multimap 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
upper_bound(key)	返回一个指向当前 multimap 容器中第一个大于 key 的键值对的迭代器。如果 multimap 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
equal_range(key)	该方法返回一个 pair 对象（包含 2 个双向迭代器），其中 pair.first 和 lower_bound() 方法的返回值等价，pair.second 和 upper_bound() 方法的返回值等价。也就是说，该方法将返回一个范围，该范围中包含的键为 key 的键值对。
empty()	若容器为空，则返回 true；否则 false。
size()	返回当前 multimap 容器中存有键值对的个数。
max_size()	返回 multimap 容器所能容纳键值对的最大个数，不同的操作系统，其返回值亦不相同。
insert()	向 multimap 容器中插入键值对。
erase()	删除 multimap 容器指定位置、指定键（key）值或者指定区域内的键值对。
swap()	交换 2 个 multimap 容器中存储的键值对，这意味着，操作的 2 个键值对的类型必须相同。
clear()	清空 multimap 容器中所有的键值对，使 multimap 容器的 size() 为 0。
emplace()	在当前 multimap 容器中的指定位置处构造新键值对。其效果和插入键值对一样，但效率更高。
emplace_hint()	在本质上和 emplace() 在 multimap 容器中构造新键值对的方式是一样的，不同之处在于，使用者必须为该方法提供一个指示键值对生成位置的迭代器，并作为该方法的第一个参数。
count(key)	在当前 multimap 容器中，查找键为 key 的键值对的个数并返回。

和 map 容器相比，multimap 未提供 at() 成员方法，也没有重载 [] 运算符。这意味着，map 容器中通过指定键获取指定指定键值对的方式，将不再适用于 multimap 容器。其实这很好理解，因为 multimap 容器中指定的键可能对应多个键值对，而不再是 1 个

#include 
#include 

程序执行结果为：
4
2
a 10
b 20
b 15
c 30

只要是 multimap 容器提供的成员方法，map 容器都提供，并且它们的用法是相同的。

小小总结：

multimap基本与map相同，其本质不同在于map中的键值是一一对应的，而multimap中一个键可以对应多个值

因此multimap中不提供[]、at（），这些通过指定键获取指定指定键值对的方式。

其他基本一致，理解了本质就可以融会贯通。

set容器

和 map、multimap 容器不同，使用 set 容器存储的各个键值对，要求键 key 和值 value 必须相等。

举个例子，如下有 2 组键值对数据：

{<'a', 1>, <'b', 2>, <'c', 3>}
{<'a', 'a'>, <'b', 'b'>, <'c', 'c'>}

显然，第一组数据中各键值对的键和值不相等，而第二组中各键值对的键和值对应相等。对于 set 容器来说，只能存储第 2 组键值对，而无法存储第一组键值对。

基于 set 容器的这种特性，当使用 set 容器存储键值对时，只需要为其提供各键值对中的 value 值（也就是 key 的值）即可。仍以存储上面第 2 组键值对为例，只需要为 set 容器提供 {'a','b','c'} ，该容器即可成功将它们存储起来。

map、multimap 容器都会自行根据键的大小对存储的键值对进行排序，set 容器也会如此，只不过 set 容器中各键值对的键 key 和值 value 是相等的，根据 key 排序，也就等价为根据 value 排序。

使用 set 容器存储的各个元素的值必须各不相同。

更重要的是，从语法上讲 set 容器并没有强制对存储元素的类型做 const 修饰，即 set 容器中存储的元素的值是可以修改的。但是，C++ 标准为了防止用户修改容器中元素的值，对所有可能会实现此操作的行为做了限制，使得在正常情况下，用户是无法做到修改 set 容器中元素的值的。

对于初学者来说，切勿尝试直接修改 set 容器中已存储元素的值，这很有可能破坏 set 容器中元素的有序性，最正确的修改 set 容器中元素值的做法是： 先删除该元素，然后再添加一个修改后的元素。

一句话概括特性

即set容器要求键值对应相等，set容器也会自行根据键的大小对存储键值对进行排序，set 容器存储的各个元素的值必须各不相同。想要修改set容器中元素的值，最正确的做法是先删除该元素，然后再添加一个修改后的元素。

set 容器的类模板定义如下：

template < class T,                        // 键 key 和值 value 的类型
           class Compare = less,        // 指定 set 容器内部的排序规则
           class Alloc = allocator      // 指定分配器对象的类型
           > class set;

由于 set 容器存储的各个键值对，其键和值完全相同，也就意味着它们的类型相同，因此 set 容器类模板的定义中，仅有第 1 个参数用于设定存储数据的类型。

对于 set 类模板中的 3 个参数，后 2 个参数自带默认值，且几乎所有场景中只需使用前 2 个参数，第 3 个参数不会用到。

set容器的创建

    //调用默认构造函数，创建空的 set 容器
    set myset1;
    //该容器采用默认的std::less规则，会对存储的 string 类型元素做升序排序。
    
    // 在创建 set 容器的同时，对其进行初始化
    set myset2{"http://c.biancheng.net/java/",
                            "http://c.biancheng.net/stl/",
                            "http://c.biancheng.net/python/"};
    
    //在创建新 set 容器的同时，将已有 set 容器中存储的所有元素全部复制到新 set 容器中
    set copyset3(myset2);
    //等同于 set copyset = myset
    
    //取已有 set 容器中的部分元素，来初始化新 set 容器。
    set myset4{ "http://c.biancheng.net/java/",
                    "http://c.biancheng.net/stl/",
                    "http://c.biancheng.net/python/" };
    set copyset4(++myset.begin(), myset.end());
    
    //手动修改 set 容器中的排序规则
    set > myset{
        "http://c.biancheng.net/java/",
        "http://c.biancheng.net/stl/",
        "http://c.biancheng.net/python/"};

set容器包含的成员方法

表 1 C++ set 容器常用成员方法

成员方法	功能
begin()	返回指向容器中第一个（注意，是已排好序的第一个）元素的双向迭代器。如果 set 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
end()	返回指向容器最后一个元素（注意，是已排好序的最后一个）所在位置后一个位置的双向迭代器，通常和 begin() 结合使用。如果 set 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
rbegin()	返回指向最后一个（注意，是已排好序的最后一个）元素的反向双向迭代器。如果 set 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的反向双向迭代器。
rend()	返回指向第一个（注意，是已排好序的第一个）元素所在位置前一个位置的反向双向迭代器。如果 set 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的反向双向迭代器。
cbegin()	和 begin() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的元素值。
cend()	和 end() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的元素值。
crbegin()	和 rbegin() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的元素值。
crend()	和 rend() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的元素值。
find(val)	在 set 容器中查找值为 val 的元素，如果成功找到，则返回指向该元素的双向迭代器；反之，则返回和 end() 方法一样的迭代器。另外，如果 set 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
lower_bound(val)	返回一个指向当前 set 容器中第一个大于或等于 val 的元素的双向迭代器。如果 set 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
upper_bound(val)	返回一个指向当前 set 容器中第一个大于 val 的元素的迭代器。如果 set 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
equal_range(val)	该方法返回一个 pair 对象（包含 2 个双向迭代器），其中 pair.first 和 lower_bound() 方法的返回值等价，pair.second 和 upper_bound() 方法的返回值等价。也就是说，该方法将返回一个范围，该范围中包含的值为 val 的元素（set 容器中各个元素是唯一的，因此该范围最多包含一个元素）。
empty()	若容器为空，则返回 true；否则 false。
size()	返回当前 set 容器中存有元素的个数。
max_size()	返回 set 容器所能容纳元素的最大个数，不同的操作系统，其返回值亦不相同。
insert()	向 set 容器中插入元素。
erase()	删除 set 容器中存储的元素。
swap()	交换 2 个 set 容器中存储的所有元素。这意味着，操作的 2 个 set 容器的类型必须相同。
clear()	清空 set 容器中所有的元素，即令 set 容器的 size() 为 0。
emplace()	在当前 set 容器中的指定位置直接构造新元素。其效果和 insert() 一样，但效率更高。
emplace_hint()	在本质上和 emplace() 在 set 容器中构造新元素的方式是一样的，不同之处在于，使用者必须为该方法提供一个指示新元素生成位置的迭代器，并作为该方法的第一个参数。
count(val)	在当前 set 容器中，查找值为 val 的元素的个数，并返回。注意，由于 set 容器中各元素的值是唯一的，因此该函数的返回值最大为 1。

下面程序演示表 1 中部分成员函数的用法：

#include 
#include 
#include 
using namespace std;
int main()
{
    //创建空set容器
    std::set myset;
    //空set容器不存储任何元素
    cout << "1、myset size = " << myset.size() << endl;
    //向myset容器中插入新元素
    myset.insert("http://c.biancheng.net/java/");
    myset.insert("http://c.biancheng.net/stl/");
    myset.insert("http://c.biancheng.net/python/");
    cout << "2、myset size = " << myset.size() << endl;
    //利用双向迭代器，遍历myset
    for (auto iter = myset.begin(); iter != myset.end(); ++iter) {
        cout << *iter << endl;
    }
    return 0;
}

程序执行结果为：
1、myset size = 0
2、myset size = 3
http://c.biancheng.net/java/
http://c.biancheng.net/python/
http://c.biancheng.net/stl/

set容器迭代器用法详解

休息一下，缓缓再更~