【C++】map和set

一、容器补充

1.序列式容器与关联式容器

我们已经接触过STL中的部分容器，比如：vector、list、deque、forward_list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，其元素与元素之间并没有什么关联性。

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，在数据查找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 。

3.树形结构的关联式容器

根据应用场景的不桶，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。

二、set

1.set的介绍

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

2.set的使用

Compare：仿函数，set中元素的比较方式。
 
构造函数：

 
插入：

insert 重载了三种插入方法，值、迭代器位置、迭代器区间，这里演示最常用的值插入。

void test_set1()
{
	//排序 + 去重
	//去重原理：一个值已经有了，我们就不插入了
	set<int> s;
	s.insert(3);
	s.insert(2);
	s.insert(4);
	s.insert(5);
	s.insert(1);
	s.insert(1);
	s.insert(5);

	set<int>::iterator it = s.begin();
	while (it != s.end())
	{
		cout << *it << " ";
		++it;
	}
	cout << endl;
}

从插入数据我们可以看出，set的功能大致就是将插入的数据进行排序 + 去重，去重的原理是已经存在的值不需要再插入。

删除：

erase 也重载了三种方法：
① 删除迭代器位置(必须要求迭代器有效,一般配合find使用)、
② 删除值(有这个值就删除，没有也不会报错，底层其实就是封装了迭代器删除的过程，返回值为删除元素个数)、
③ 删除迭代器区间。

void test_set1()
{
	//排序 + 去重
	//去重原理：一个值已经有了，我们就不插入了
	set<int> s;
	s.insert(3);
	s.insert(2);
	s.insert(4);
	s.insert(5);
	s.insert(1);
	s.insert(1);
	s.insert(5);

	set<int>::iterator it = s.begin();
	while (it != s.end())
	{
		cout << *it << " ";
		++it;
	}
	cout << endl;


	s.erase(s.begin());  //删除第一个元素 迭代器位置删除
	it = s.begin();
	while (it != s.end())
	{
		cout << *it << " ";
		++it;
	}
	cout << endl;

	s.erase(5);      //删除值为5的位置的元素
	it = s.begin();
	while (it != s.end())
	{
		cout << *it << " ";
		++it;
	}
	cout << endl;

	//删除全部
	s.erase(s.begin(), s.end());
	it = s.begin();
	while (it != s.end())
	{
		cout << *it << " ";
		++it;
	}
	cout << endl;
}

3.multset的介绍

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

4.multset的使用

multiset的使用与set几乎一摸一样，唯一不同就是multiset中允许插入重复值。

count函数，返回容器中当前值的相同值的个数

equal_range函数 - 用来删除数据

erase函数

删除所有的4,并返回删除个数

三、map

1.map的介绍

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(后面讲)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))
 
7.map不支持修改Key，支持修改Value。

2.map的使用

key: 键值对中key的类型
T： 键值对中value的类型
Compare: 比较器的类型，map中的元素是按照key来比较的，缺省情况下按照小于来比较，一般情况下(内置类型元素)该参数不需要传递，如果无法比较时(自定义类型)，需要用户自己显式传递比较规则(一般情况下按照函数指针或者仿函数来传递)
Alloc：通过空间配置器来申请底层空间，不需要用户传递，除非用户不想使用标准库提供的空间配置器
map 在使用使用上的最大区别就是多了一个模板参数V(文档中给的是T)，且使用时是将KV两个模板参数封装在了pair里面。
pair的第一个参数(first)是K，第二个参数(second)是V。

插入

insert函数，参数是一个value_type ,而value_type是一个pair对象，也就是我们前面说的键值对。
insert的返回值 两种情况
1.key已经在树里面，返回pair<书里面可以所在节点的iterator,flase>
2.key不在树中，返回pair<新插入key所在节点的iterator，true> >  

插入数据可以有三种方法，键值对插入，匿名对象插入，库函数make_pair，以及多参数隐式类型转换（C++11）

删除：

可以通过某个位置的迭代器删除，也可以通过pair中first删除，也可以通过迭代器区间删除。

 

operator[]

所以运算符重载[]，有三个作用，进行查找，插入操作，修改操作。

3.multimap的介绍

其特性与map基本一致，只是multimap中可以允许存在重复的key值

4.multimap的使用

 
插入

返回值和map不同，因为multimap允许插入重复值，插入数据后返回插入元素的迭代器