STL map&set用法详解

1. 关联式容器

• 像我们所了解的STL中的部分容器，比如：vector、list、dequeue、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。那么什么又是关联式容器呢？？两者之间又有什么区别呢？？
• 关联式容器也是用来存储数据的， 和序列性容器不一样的是，关联式容器是非线性的树结构，更准确的说是二叉树结构。各元素之间没有严格的物理上的顺序关系，也就是说元素在容器中并没有保存元素置入容器时的逻辑顺序。但是关联式容器提供了另一种根据元素特点排序的功能，这样迭代器就能根据元素的特点“顺序地”获取元素。关联式容器另一个显著的特点是它是以键值的方式来保存数据，就是说它能把关键字和值关联起来保存，而顺序性容器只能保存一种（可以认为它只保存关键字，也可以认为它只保存值）。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 （KV模型）

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。

• 例：生活中的KV模型，比如英汉字典，在字典中每个单词都有其对一个的含义，我们可以通过单词找到相应的意思。

• SGI-STL中关于键值对的定义：

template <class T1, class T2>
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)
	{}
};

3. 树形结构的关联式容器

在本文中我们介绍，set、multiset、map、multimap、。这四种容器的共同点是：使用平衡搜索树（即红黑树）最为其底层结构 ，容器中的元素是一个有序的序列。

3.1 set

• set相关内容可以去cplusplus中查询->link

介绍set：

• set是按照一定次序存储元素的容器，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。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。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。set在底层是用二叉搜索树(红黑树)实现的。

• 作用：排序+去重

• 那么很多人就会问，我们要是想拿set排降序怎么办呢？？
  

• set迭代器的使用
  
  总结：
  1 . set中插入元素时，只需要插入value即可，不需要构造键值对。
  2 . set中的元素不可以重复(因此可以使用set进行去重)。
  3 . 使用set的迭代器遍历set中的元素，可以得到有序序列。
  4 . set中的元素默认按照小于来比较。
  5 . set中查找某个元素，时间复杂度为：O(log2N)…

3.2 map

• map相关内容可以去cplusplus中查询->link

介绍map：

• 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。
  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;在内部，map中的元素总是按照键值key进行比较排序的。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)。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。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))。

• 使用map：
  map的模板参数说明：
  
  

• 在使用里面我们要着重掌握 []
  

• 了解了 [] 的作用之后，我们就可以使用 [] 来统计次数：
  

map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O(log2N)。
6. 支持[]操作符，operator[]中实际进行插入查找。

3.3 multiset 和 multimap

• multiset相关内容可以去cplusplus中查询->link
• multimap相关内容可以去cplusplus中查询->link

介绍：

• multiset/multiimap 和set/map 只有一个大区别就是：multiset与multimap 里面的值可以重复
  除了这点，其他可对比于set和map去使用。
  

4. 例题练习

• LeetCode-692-前K个高频单词->link
  
• 代码示例：

class Solution {
public:
    struct com
    {
        bool operator()(const pair<string,int> &a,const pair<string,int> &b)
        {
            if(a.second != b.second)
            {
                return a.second > b.second;
            }
            else
                return a.first < b.first;
        }
    };
    vector<string> topKFrequent(vector<string>& words, int k) {
        map <string,int> m;
        for(auto s:words)
        {
            m[s]++;
        }

        priority_queue<pair<string,int>, vector<pair<string,int>>, com> q;

        for(auto s:m)
        {
            q.push(s);
            if(q.size() > k)
            {
                q.pop();
            }
        }

        vector<string> ret;
        while(!q.empty())
        {
            ret.push_back(q.top().first);
            q.pop();
        }

        reverse(ret.begin(),ret.end());
        return ret;
    }
};