C++——关联式容器(上)——树形结构

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。 

键值对:

用来表示具有一一对应关系的一种结构,该结构中一般只包含两个成员变量key和value,key代表键值,value表示与key对应的信息。比如:现在要建立一个英汉互译的字典,那该字典中必然有英文单词与其对应的中文含义,而且,英文单词与其中文含义是一一对应的关系,即通过该应该单词,在词典中就可以找到与其对应的中文含义。

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:

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) 作为其底层结果,容器中的元素是一个有序的序列。下面一依次介绍每一个容器。

map:

1. 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。

2. 在map中,键值key通常用于排序和惟一地标识元素,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;

3. 在内部,map中的元素总是按照键值key进行比较排序的。

4. 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)。

5. 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。

6. 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))。

总结:

1. map中的的元素是键值对

2. map中的key是唯一的,并且不能修改

3. 默认按照小于的方式对key进行比较

4. 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

5. map的底层为平衡搜索树(红黑树),查找效率比较高 6. 支持[]操作符,operator[]中实际进行插入查找。

构造:

  • map (const key_compare& comp = key_compare(),  const allocator_type& alloc = allocator_type())   构造一个空 的map                 
  • template     map (InputIterator first, InputIterator last,const key_compare& comp = key_compare(),   const allocator_type& alloc = allocator_type())      用[first, last)区间中 的元素构造 map
  • map (const map& x)    map的拷贝构造

 map的迭代器:

  • iterator begin ()   返回第一个元素的位置
  • iterator end ()   返回最后一个元素的下一个位置
  • const_iterator begin () const   返回第一个元素的const迭代器
  • const_iterator end () const   返回最后一个元素下一个位置的const迭代器
  • reverse_iterator rbegin()   返回第一个元素位置的反向迭代器即rend
  • reverse_iterator rend()    返回最后一个元素下一个位置的反向迭代器即 rbegin
  • const_reverse_iterator rbegin() const    返回第一个元素位置的const反向迭代器即rend
  • const_reverse_iterator rend() const     返回最后一元素下一个位置的反向迭代器即rbegin

map的容量与元素访问:

  • 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

 map中元素的修改:

  • 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
  • iterator insert ( iterator position, const value_type& x )      在position位置插入值为x的键值对,返回该键值对 在map中的位置,注意:元素不一定必须插在 position位置,该位置只是一个参考
  • template    void insert ( InputIterator first, InputIterator last )     在map中插入[first, last)区间中的元素
  • 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,否则返回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

 multimap:

multimaps是关联式容器,它按照特定的顺序,存储由key和value映射成的键值对,其中多个键值对之间的key是可以重复的。

 multimap在底层用二叉搜索树(红黑树)来实现。

注意:multimap和map的唯一不同就是:map中的key是唯一的,而multimap中key是可以重复的。

set:

1.set是按照一定次序存储元素的容器

2. 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。

3. 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。

4. 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。

5. set在底层是用二叉搜索树(红黑树)实现的。

注意:

1. 与map/multimap不同,map/multimap中存储的是真正的键值对,set中只放value,但在底层实际存放的是由构成的键值对。

2. set中插入元素时,只需要插入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)。

4. 使用set的迭代器遍历set中的元素,可以得到有序序列

5. set中的元素默认按照小于来比较

6. set中查找某个元素,时间复杂度为:log2 n

7. set中的元素不允许修改:散列函数 H(Key)=Value;set的两个主要实现类,TreeSet和HashSet,底层存储结构都是用的map,而且是将set需要存储的值放在map的key里的。

8. set中的底层使用二叉搜索树(红黑树)来实现。

multiset:

1. multiset是按照特定顺序存储元素的容器,其中元素是可以重复的。

2. 在multiset中,元素的value也会识别它(因为multiset中本身存储的就是组成的键值对, 因此value本身就是key,key就是value,类型为T)。multiset元素的值不能在容器中进行修改(因为元素 总是const的),但可以从容器中插入或删除。

3. 在内部,multiset中的元素总是按照其内部比较规则(类型比较)所指示的特定严格弱排序准则进行排 序。

4. multiset容器通过key访问单个元素的速度通常比unordered_multiset容器慢,但当使用迭代器遍历时 会得到一个有序序列。

5. multiset底层结构为二叉搜索树(红黑树)。

注意:

1. multiset中再底层中存储的是的键值对

2. mtltiset的插入接口中只需要插入即可

3. 与set的区别是,multiset中的元素可以重复,set是中value是唯一的

4. 使用迭代器对multiset中的元素进行遍历,可以得到有序的序列

5. multiset中的元素不能修改

6. 在multiset中找某个元素,时间复杂度为

7. multiset的作用:可以对元素进行排序

注意:multiset在底层实际存储的是的键值对

 

你可能感兴趣的:(C++,C++,关联式容器)