【C++】set/multiset、map/multimap的使用

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目录

一、关联式容器

二、set的介绍

1、接口count与容器multiset

2、接口lower_bound和upper_bound

三、map的介绍

1、接口insert

2、接口insert和operator[]和at

3、容器multimap

四、map和set相关OJ

1、前K个高频单词

2、两个数组的交集

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一、关联式容器

vector、list、deque、forward_list(C++11)等，这些容器统称为序列式容器，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。

而关联式容器也是用来存储数据的，与序列式容器不同的是，其里面存储的是结构的键值对，在数据检索时比序列式容器效率更高。 （插入删除只需挪动指针指向，无需挪动数据，查找时间logN）

关联式容器有两种，一种是map、set、multimap、multiset采用树形结构，他们的底层都是红黑树，另一种是哈希结构。

二、set的介绍

1、set是关联式容器，它表面上只存放value，实际底层中存放的是由组成的键值对。

2、set调用find将采用中序遍历，可以用于排序+去重。

3、为了保证元素的唯一性，set中的元素均为const，所以并不能对元素进行修改，但可以进行插入删除。

1、接口count与容器multiset

count和find的作用一样，都是用于查找set中是否存在某个元素。

其实count是为了容器multiset设计的，该容器允许插入重复的元素，此时count会返回红黑树中被搜索元素的个数。

#include 
#include 

int main ()
{
  std::set myset;

  // set some initial values:
  for (int i=1; i<5; ++i) myset.insert(i*3);    // set: 3 6 9 12

  for (int i=0; i<10; ++i)
  {
    std::cout << i;
    if (myset.count(i)!=0)
      std::cout << " is an element of myset.\n";
    else
      std::cout << " is not an element of myset.\n";
  }

  return 0;
}

2、接口lower_bound和upper_bound

lower_bound返回大于等于目标值的迭代器，upper_bound返回大于目标值的迭代器，在set中用于返回目标值的迭代器。（比如找到两个边界的迭代器，就可以使用erase对数据进行删除）

#include 
#include 

三、map的介绍

map是关联式容器，根据特定的存储顺序，用于存储由键值及其映射值组合的元素。

可以看到Alloc中有一个键值对pair，这个pair是一个key/value结构的struct模板类。这个类将一对键值耦合在一起，所以，map的存储方式是通过在搜索二叉树中存储键值对pair，而搜索二叉树的k/v模型是在节点中存储key和value，并不相同。pair的结构：

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)
	{}
};

1、接口insert

make_pair是一个函数模板:

template 
pair make_pair (T1 x, T2 y)
{
	return ( pair(x,y) );
}

2、接口insert和operator[]和at

使用map统计每个字符出现个数

写法2的[]详解：

Value& operator[] (const Key& k)
{
	pair ret=insert(make_pair(k,Value() ) );
	//在结构体pair中找到first(一个map的迭代器)，->解引用找到该迭代器的pair，再找该pair的second(即value)
	return ret.first->second;
}
//map的insert
pair insert (const value_type& pair);
//插入
dict["迭代器"];//在dict中找不到"迭代器"这个key，将新增一个节点，该节点的key为"迭代器",value为value类型的默认构造
//修改
dict["迭代器"]="iterator";//将key为"迭代器"的节点的value修改为"iterator"

不难看出map的operator[]兼具查找、插入、修改三种功能。(注意如果搜寻值不在map中，map可是会帮你新增一个节点的，map底层的红黑树将发生改变)

使用operator[]，编译器会去调用insert(pair)进行插入，如果没有找到key所对应的节点，则会新增一个节点并将该节点中pair的value置为value类型的默认构造；如果找到了，则返回该节点pair中value的引用。(可读可写)

at的功能和[]一样，区别在于用at找不到key将不会发生插入新节点，而是抛出异常。

3、容器multimap

multimap多个键值对中的key可以重复，所以并没有operator[]。同样的，使用find将返回中序遍历找到的第一个key值所处节点的迭代器。

四、map和set相关OJ

1、前K个高频单词

struct Compare
{
    bool operator()(const pair& a,const pair& b)
    {
        return a.first>b.first || (a.first==b.first&&a.second topKFrequent(vector& words, int k) {
        vector ret;
        map dataMap;
        for(const auto& str : words)
        {
            dataMap[str]++;
        }
        vector> v;
        for(auto& kv : dataMap)
        {
            v.push_back(make_pair(kv.second,kv.first));//dataMap的first是string，second是int
        }
        sort(v.begin(),v.end(),Compare());
        for(int i=0;i

2、两个数组的交集

class Solution {
public:
    vector intersection(vector& nums1, vector& nums2) {
        set s1(nums1.begin(),nums1.end());//nums1排序+去重    
        set s2(nums2.begin(),nums2.end());//nums2排序+去重
        vector ret;
        for(auto& e : s1)
        {
            if(s2.find(e)!=s2.end())
            {
                ret.push_back(e);
            }
        }
        return ret;
    }
};

或者将两个数组排序+去重完毕后，使用双指针求解。（可用于找交集，差集）