C++——map和set（multimap和multiset）

目录

1.关联式容器

2.键值对

3.树形结构的关联式容器

3.1 set

3.1.1 set的介绍

3.1.2 set的使用

3.2 multiset

3.2.1 multiset的介绍

3.2.2 multiset的使用

3.3 map

3.3.1 map的介绍

3.3.2 map的使用

3.4 multimap

3.4.1 multimap的介绍

3.4.2 multimap的使用

4.习题

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1.关联式容器

序列式容器: vector、list、deque、 forward_list(C++11)等，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 。

那什么是关联式容器？它与序列式容器有什么区别？

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 。

2.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：英汉字典，英文就是key，对应的中文就是value

 key的类型是第一个模板的类型，value的类型是第二个模板的类型

stl30中pair设计如下：

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) {}

#ifdef __STL_MEMBER_TEMPLATES
  template 
  pair(const pair& p) : first(p.first), second(p.second) {}
#endif
};

3.树形结构的关联式容器

树形结构的关联式容器：map、set、multimap、multiset。

这四种容器的共同点：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。

3.1 set

3.1.1 set的介绍

set文档

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：log(n)

7. set中的元素不允许修改

8. set中的底层使用二叉搜索树(红黑树)来实现

3.1.2 set的使用

1. set的模板参数列表

T: set中存放元素的类型，实际在底层存储的键值对。

Compare（仿函数）：set中元素默认按照小于来比较

Alloc：set中元素空间的管理方式，使用STL提供的空间配置器管理

      2.set的使用举例（查看文档的函数）

• 构造

• 迭代器

•  修改操作

3.2 multiset

3.2.1 multiset的介绍

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中在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log(N）

7. multiset的作用：可以对元素进行排序

3.2.2 multiset的使用

• multiset.count（统计个数）  

•  multiset.find(val)——返回中序的第一个val的迭代器

 

•  multiset.erase(val)——删除所有的val

3.3 map

3.3.1 map的介绍

map文档

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))。

3.3.2 map的使用

1. map的模板参数说明

     2.map的使用

 操作几乎和set一致，可以看文档自己学习，重点来看下operator[ ]

访问元素 ：

如果k与容器中某个元素的键匹配，该函数将返回对其映射值的引用。 

如果k与容器中任何元素的键都不匹配，该函数将插入一个带有该键的新元素，并返回对其映射值的引用。请注意，这总是将容器大小增加1，即使没有为元素分配映射值(元素是使用其默认构造函数构造的)。

注意：在元素访问时，有一个与operator[]类似的操作at()(该函数不常用)函数，都是通过

key找到与key对应的value然后返回其引用，不同的是：当key不存在时，operator[]用默认

value与key构造键值对然后插入，返回该默认value，at()函数直接抛异常。

总结：

• map::operator[ ]

1.map中有这个key,返回value的引用。（查找、修改value）

2.map中没有这个key,会插入一个pair(key,V())，返回value的引用。（插入+修改）

•  map::insert

1.key已经在map中，返回pair(key_iterator,false)

2.key不在map中，返回pair(new_key_iterator,true）

3.4 multimap

3.4.1 multimap的介绍

1. 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

value>，其中 多个键值对之间的key是可以重复的 。

2. 在multimap中，通常按照key排序和惟一地标识元素，而映射的value存储与key关联的内

容。key和value的类型可能不同，通过multimap内部的成员类型value_type组合在一起，

value_type是组合key和value的键值对:

typedef pair value_type;

3. 在内部，multimap中的元素总是通过其内部比较对象，按照指定的特定严格弱排序标准对

key进行排序的。

4. multimap通过key访问单个元素的速度通常比unordered_multimap容器慢，但是使用迭代

器直接遍历multimap中的元素可以得到关于key有序的序列。

5. 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。

3.4.2 multimap的使用

multimap中的接口可以参考map，功能都是类似的。

注意：

1. multimap中的key是可以重复的。

2. multimap中的元素默认将key按照小于来比较

3. multimap中没有重载operator[]操作

4. 使用时与map包含的头文件相同

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4.习题

最后再贴2道，map和set使用的习题，大家可以试着写一写，理论+实践，自己动手弄懂才是真的学懂了！

前K个高频单词https://leetcode.cn/problems/top-k-frequent-words/description/

class Solution {
public:
    vector topKFrequent(vector& words, int k) {
        mapCountmap;
        //map[]插入+修改实现统计
        for(auto& str:words)
        {
            Countmap[str]++;
        }
        //比较次数，我们把次数作为Key,降序排
        multimap>sortmap;
        for(auto& kv:Countmap)
        {
            sortmap.insert(make_pair(kv.second,kv.first));
        }
        vectorv;
        multimap>::iterator it=sortmap.begin();
        while(k--)
        {
            v.push_back(it->second);
            ++it;
        }
        return v;
    }
};

两个数组的交集Ihttps://leetcode.cn/problems/intersection-of-two-arrays/submissions/

class Solution {
public:
    vector intersection(vector& nums1, vector& nums2) {
        //找交集（有序）：小的往后走，相等找到存入并同时走
        sets1(nums1.begin(),nums1.end());
        sets2(nums2.begin(),nums2.end());

        auto it1=s1.begin();
        auto it2=s2.begin();
        vectorv;
        while(it1!=s1.end()&&it2!=s2.end())
        {
            if(*it1<*it2)
            {
                ++it1;
            }
            else if(*it2<*it1)
            {
                ++it2;
            }
            else
            {
                v.push_back(*it1);
                ++it1;
                ++it2;
            }
        }
        return v;
    }
};