C++STL关联容器通用操作
目录
前言
一、关联容器概述
二、pair模板
三、有序集合通用操作
1.map
1.1创建map容器的几种方法
1.2map容器的成员方法
1.3迭代器
1.4map获取键对应值的几种方法
1.5map insert()插入数据的4种方式
1.6emplace()和emplace_hint()
2.multimap
3.set
3.1创建set容器的几种方法
3.2set容器的成员方法
3.3set容器迭代器
3.4set insert()方法
3.5emplace()和emplace_hint()
3.6set删除数据：erase()和clear()方法
4.multiset容器
4.1创建multiset容器的方法
4.2multiset容器提供的成员方法
四、无序集合通用操作
前言
关联容器与序列容器有着根本性的不同，序列容器的元素是按照在容器中的位置来顺序保存和访问的，而关联容器的元素是按关键元素来保存和访问的。关联容器支持高效的关键字查找与访问。两个主要的关联容器类型是map与set。
一、关联容器概述
| 有序集合 | |
| map | 关联数组，保存：关键字-值对 |
| set | 关键字即值，仅保存关键字的容器 |
| multimap | 关键字可重复出现的map |
| multiset | 关键字可重复出现的set |
| 无序集合 | |
| unordered_map | 用哈希函数组织的map |
| unordered_set | 用哈希函数组织的set |
| unordered_multimap | 哈希组织的map，关键字可重复出现 |
| unordered_multiset | 哈希组织的set，关键字可重复出现 |
二者区别在于，有序集合是使用红黑树来实现的，而无序集合是使用哈希表来实现的。红黑树是许多平衡二叉查找树的一种，一颗有n个内结点的红黑树的高度至多为2lg(n+1)，它能保证在最坏情况下，基本的动态集合操作时间为O(lgn)。
二、pair模板
关联式容器存储的是“键值对”形式的数据。
考虑到“键值对”并不是普通类型数据，C++ STL 标准库提供了 pair 类模板，其专门用来将 2 个普通元素 first和 second（可以是 C++ 基本数据类型、结构体、类自定的类型）创建成一个新元素
pair 类模板定义在
#1) 默认构造函数，即创建空的 pair 对象
pair();
#2) 直接使用 2 个元素初始化成 pair 对象
pair (const first_type& a, const second_type& b);
#3) 拷贝（复制）构造函数，即借助另一个 pair 对象，创建新的 pair 对象
template pair (const pair& pr);
#4) 移动构造函数
template pair (pair&& pr);
#5) 使用右值引用参数，创建 pair 对象
template pair (U&& a, V&& b);
//使用示例
#include
#include // pair
#include // string
using namespace std;
int main() {
// 调用构造函数 1，也就是默认构造函数
pair pair1;
// 调用第 2 种构造函数
pair pair2("STL教程","http://c.biancheng.net/stl/");
// 调用拷贝构造函数
pair pair3(pair2);
//调用移动构造函数
pair pair4(make_pair("C++教程", "http://c.biancheng.net/cplus/"));
// 调用第 5 种构造函数
pair pair5(string("Python教程"), string("http://c.biancheng.net/python/"));
cout << "pair1: " << pair1.first << " " << pair1.second << endl;
cout << "pair2: "<< pair2.first << " " << pair2.second << endl;
cout << "pair3: " << pair3.first << " " << pair3.second << endl;
cout << "pair4: " << pair4.first << " " << pair4.second << endl;
cout << "pair5: " << pair5.first << " " << pair5.second << endl;
return 0;
}
上面程序在创建 pair4 对象时，调用了 make_pair()函数，它也是
pair pair4 = make_pair("C++教程", "http://c.biancheng.net/cplus/");
cout << "pair4: " << pair4.first << " " << pair4.second << endl;
//手动赋值
pair1.first = "Java教程";
pair1.second = "http://c.biancheng.net/java/";
cout << "new pair1: " << pair1.first << " " << pair1.second << endl;
#include
#include // pair
#include // string
using namespace std;
int main() {
pair pair1("STL教程", 20);
pair pair2("C++教程", 20);
pair pair3("C++教程", 30);
//pair1和pair2的key不同，value相同
if (pair1 != pair2) {
cout << "pair != pair2" << endl;
}
//pair2和pair3的key相同，value不同
if (pair2 != pair3) {
cout << "pair2 != pair3" << endl;
}
return 0;
}
pair类模板还提供有一个 swap()成员函数，能够互换 2 个 pair 对象的键值对，其操作成功的前提是这 2 个 pair 对象的键和值的类型要相同。
#include
#include // pair
#include // string
using namespace std;
int main() {
pair pair1("pair", 10);
pair pair2("pair2", 20);
//交换 pair1 和 pair2 的键值对
pair1.swap(pair2);
cout << "pair1: " << pair1.first << " " << pair1.second << endl;
cout << "pair2: " << pair2.first << " " << pair2.second << endl;
return 0;
}
三、有序集合通用操作
1.map
map 容器存储的都是 pair 对象，也就是用 pair 类模板创建的键值对。其中，各个键值对的键和值可以是任意数据类型，包括 C++ 基本数据类型（int、double 等）、使用结构体或类自定义的类型。
通常情况下，map 容器中存储的各个键值对都选用 string 字符串作为键的类型。在使用 map 容器存储多个键值对时，该容器会自动根据各键值对的键的大小，按照既定的规则进行排序。
默认情况下，map 容器选用std::less
使用 map 容器存储的各个键值对，键的值既不能重复也不能被修改。换句话说，map 容器中存储的各个键值对不仅键的值独一无二，键的类型也会用 const 修饰。
1.1创建map容器的几种方法
1.通过调用 map 容器类的默认构造函数，可以创建出一个空的 map 容器：
std::mapmyMap; 2.在创建 map 容器的同时，也可以进行初始化：
std::mapmyMap{ {"C语言教程",10},{"STL教程",20} };
std::mapmyMap{std::make_pair("C语言教程",10),std::make_pair("STL教程",20)};
3.利用先前已创建好的 map 容器，再创建一个新的 map 容器：
std::mapnewMap(myMap);
4.当有临时的 map 对象作为参数，传递给要初始化的 map 容器时，此时就会调用移动构造函数
#创建一个会返回临时 map 对象的函数
std::map disMap() {
std::maptempMap{ {"C语言教程",10},{"STL教程",20} };
return tempMap;
}
//调用 map 类模板的移动构造函数创建 newMap 容器
std::mapnewMap(disMap());
5.取已建 map 容器中指定区域内的键值对，创建并初始化新的 map 容器
std::mapmyMap{ {"C语言教程",10},{"STL教程",20} };
std::mapnewMap(++myMap.begin(), myMap.end());
6.手动修改了 myMap 容器的排序规则，令其作降序排序
std::map >myMap{ {"C语言教程",10},{"STL教程",20} };
1.2map容器的成员方法
| 成员方法 | 功能 |
|---|---|
| begin() | 返回指向容器中第一个（注意，是已排好序的第一个）键值对的双向迭代器。如果 map 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。 |
| end() | 返回指向容器最后一个元素（注意，是已排好序的最后一个）所在位置后一个位置的双向迭代器，通常和 begin() 结合使用。如果 map 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。 |
| rbegin() | 返回指向最后一个（注意，是已排好序的最后一个）元素的反向双向迭代器。如果 map 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的反向双向迭代器。 |
| rend() | 返回指向第一个（注意，是已排好序的第一个）元素所在位置前一个位置的反向双向迭代器。如果 map 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的反向双向迭代器。 |
| cbegin() | 和 begin() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的键值对。 |
| cend() | 和 end() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的键值对。 |
| crbegin() | 和 rbegin() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的键值对。 |
| crend() | 和 rend() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的键值对。 |
| find(key) | 在 map 容器中查找键为 key 的键值对，如果成功找到，则返回指向该键值对的双向迭代器；反之，则返回和 end() 方法一样的迭代器。另外，如果 map 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。 |
| lower_bound(key) | 返回一个指向当前 map 容器中第一个大于或等于 key 的键值对的双向迭代器。如果 map 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。 |
| upper_bound(key) | 返回一个指向当前 map 容器中第一个大于 key 的键值对的迭代器。如果 map 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。 |
| equal_range(key) | 该方法返回一个 pair 对象（包含 2 个双向迭代器），其中 pair.first 和 lower_bound() 方法的返回值等价，pair.second 和 upper_bound() 方法的返回值等价。也就是说，该方法将返回一个范围，该范围中包含的键为 key 的键值对（map 容器键值对唯一，因此该范围最多包含一个键值对）。 |
| empty() | 若容器为空，则返回 true；否则 false。 |
| size() | 返回当前 map 容器中存有键值对的个数。 |
| max_size() | 返回 map 容器所能容纳键值对的最大个数，不同的操作系统，其返回值亦不相同。 |
| operator[] | map容器重载了 [] 运算符，只要知道 map 容器中某个键值对的键的值，就可以向获取数组中元素那样，通过键直接获取对应的值。 |
| at(key) | 找到 map 容器中 key 键对应的值，如果找不到，该函数会引发 out_of_range 异常。 |
| insert() | 向 map 容器中插入键值对。 |
| erase() | 删除 map 容器指定位置、指定键（key）值或者指定区域内的键值对。后续章节还会对该方法做重点讲解。 |
| swap() | 交换 2 个 map 容器中存储的键值对，这意味着，操作的 2 个键值对的类型必须相同。 |
| clear() | 清空 map 容器中所有的键值对，即使 map 容器的 size() 为 0。 |
| emplace() | 在当前 map 容器中的指定位置处构造新键值对。其效果和插入键值对一样，但效率更高。 |
| emplace_hint() | 在本质上和 emplace() 在 map 容器中构造新键值对的方式是一样的，不同之处在于，使用者必须为该方法提供一个指示键值对生成位置的迭代器，并作为该方法的第一个参数。 |
| count(key) | 在当前 map 容器中，查找键为 key 的键值对的个数并返回。注意，由于 map 容器中各键值对的键的值是唯一的，因此该函数的返回值最大为 1。 |
#include
#include 1.3迭代器
| 成员方法 | 功能 |
|---|---|
| begin() | 返回指向容器中第一个（注意，是已排好序的第一个）键值对的双向迭代器。如果 map 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。 |
| end() | 返回指向容器最后一个元素（注意，是已排好序的最后一个）所在位置后一个位置的双向迭代器，通常和 begin() 结合使用。如果 map 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。 |
| rbegin() | 返回指向最后一个（注意，是已排好序的最后一个）元素的反向双向迭代器。如果 map 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的反向双向迭代器。 |
| rend() | 返回指向第一个（注意，是已排好序的第一个）元素所在位置前一个位置的反向双向迭代器。如果 map 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的反向双向迭代器。 |
| cbegin() | 和 begin() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的键值对。 |
| cend() | 和 end() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的键值对。 |
| crbegin() | 和 rbegin() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的键值对。 |
| crend() | 和 rend() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的键值对。 |
| find(key) | 在 map 容器中查找键为 key 的键值对，如果成功找到，则返回指向该键值对的双向迭代器；反之，则返回和 end() 方法一样的迭代器。另外，如果 map 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。 |
| lower_bound(key) | 返回一个指向当前 map 容器中第一个大于或等于 key 的键值对的双向迭代器。如果 map 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。 |
| upper_bound(key) | 返回一个指向当前 map 容器中第一个大于 key 的键值对的迭代器。如果 map 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。 |
| equal_range(key) | 该方法返回一个 pair 对象（包含 2 个双向迭代器），其中 pair.first 和 lower_bound() 方法的返回值等价，pair.second 和 upper_bound() 方法的返回值等价。也就是说，该方法将返回一个范围，该范围中包含的键为 key 的键值对（map 容器键值对唯一，因此该范围最多包含一个键值对）。 |
C++ STL 标准库为 map 容器配备的是双向迭代器（bidirectional iterator）。这意味着，map 容器迭代器只能进行 ++p、p++、–p、p–、*p 操作，并且迭代器之间只能使用 == 或者 != 运算符进行比较。
以begin()/end()组合为例，演示了如何遍历 map 容器：
#include
#include map 类模板中还提供了 find()成员方法，它能帮我们查找指定 key 值的键值对，如果成功找到，则返回一个指向该键值对的双向迭代器；反之，其功能和 end() 方法相同。
#include
#include map 类模板中还提供有lower_bound(key)和upper_bound(key)成员方法，它们的功能是类似的，唯一的区别在于：
lower_bound(key) 返回的是指向第一个键不小于 key 的键值对的迭代器；
upper_bound(key) 返回的是指向第一个键大于 key 的键值对的迭代器；
#include
#include lower_bound(key) 和 upper_bound(key) 更多用于 multimap 容器，在 map 容器中很少用到。
equal_range(key)成员方法可以看做是 lower_bound(key) 和 upper_bound(key) 的结合体，该方法会返回一个 pair 对象，其中的 2 个元素都是迭代器类型，其中 pair.first 实际上就是 lower_bound(key) 的返回值，而 pair.second 则等同于 upper_bound(key) 的返回值。
equal_range(key) 成员方法表示的一个范围，位于此范围中的键值对，其键的值都为 key
#include
#include //pair
#include 和 lower_bound(key)、upper_bound(key) 一样，该方法也更常用于 multimap 容器，因为 map 容器中各键值对的键的值都是唯一的，因此通过 map 容器调用此方法，其返回的范围内最多也只有 1 个键值对。
1.4map获取键对应值的几种方法
1.map 类模板中对
[ ]运算符进行了重载，通过指定的键，我们可以轻松获取 map 容器中该键对应的值。
#include
#include 若当前 map 容器中没有包含该指定键的键值对，则此时使用 [ ] 运算符将不再是访问容器中的元素，而变成了向该 map 容器中增添一个键值对。
#include
#include 2.使用 at() 成员方法,需要根据指定的键，才能从容器中找到该键对应的值；如果在当前容器中查找失败，该方法不会向容器中添加新的键值对，而是直接抛出 out_of_range 异常。
#include
#include 3.借助 find() 成员方法间接实现此目的
#include
#include 如果 find() 查找失败，会导致第 13 行代码运行出错。因为当 find() 方法查找失败时，其返回的迭代器指向的是容器中最后一个键值对之后的位置，即不指向任何有意义的键值对，也就没有所谓的 first 和 second 成员了。
4.遍历整个 map 容器，找到包含指定键的键值对，进而获取该键对应的值。
#include
#include 1.5map insert()插入数据的4种方式
insert() 方法可以将新的键值对插入到 map 容器中的指定位置，但这与 map 容器会自动对存储的键值对进行排序并不冲突。当使用 insert() 方法向 map 容器的指定位置插入新键值对时，其底层会先将新键值对插入到容器的指定位置，如果其破坏了 map 容器的有序性，该容器会对新键值对的位置进行调整。
1.无需指定插入位置，直接将键值对添加到 map 容器中。
//1、引用传递一个键值对
pair insert (const value_type& val);
//2、以右值引用的方式传递键值对
template
pair insert (P&& val);
其中，val 参数表示键值对变量，同时该方法会返回一个 pair 对象，其中 pair.first 表示一个迭代器，pair.second 为一个 bool 类型变量：
如果成功插入 val，则该迭代器指向新插入的 val，bool 值为 true；
如果插入 val 失败，则表明当前 map 容器中存有和 val 的键相同的键值对（用 p 表示），此时返回的迭代器指向 p，bool 值为 false。
#include
#include 2.insert() 方法还支持向 map 容器的指定位置插入新键值对
//以普通引用的方式传递 val 参数
iterator insert (const_iterator position, const value_type& val);
//以右值引用的方式传递 val 键值对参数
template
iterator insert (const_iterator position, P&& val);
其中 val 为要插入的键值对变量。注意，和第 1 种方式的语法格式不同，这里 insert() 方法返回的是迭代器，而不再是 pair 对象：
如果插入成功，insert() 方法会返回一个指向 map 容器中已插入键值对的迭代器；
如果插入失败，insert() 方法同样会返回一个迭代器，该迭代器指向 map 容器中和 val 具有相同键的那个键值对。
#include
#include -
即便指定了新键值对的插入位置，map 容器仍会对存储的键值对进行排序。也可以说，决定新插入键值对位于 map 容器中位置的，不是 insert() 方法中传入的迭代器，而是新键值对中键的值。
3.支持向当前 map 容器中插入其它 map 容器指定区域内的所有键值对
template
void insert (InputIterator first, InputIterator last);
其中 first 和 last 都是迭代器，它们的组合
#include
#include 4.insert() 方法还允许一次向 map 容器中插入多个键值对
void insert ({val1, val2, ...});
#include
#include 1.6emplace()和emplace_hint()
实现相同的插入操作，无论是用 emplace() 还是 emplace_hont()，都比 insert() 方法的效率高.
//emplace()
template
pair emplace (Args&&... args);
参数 (Args&&… args) 指的是，这里只需要将创建新键值对所需的数据作为参数直接传入即可，此方法可以自行利用这些数据构建出指定的键值对。另外，该方法的返回值也是一个 pair 对象，其中 pair.first 为一个迭代器，pair.second 为一个 bool 类型变量：
当该方法将键值对成功插入到 map 容器中时，其返回的迭代器指向该新插入的键值对，同时 bool 变量的值为 true；
当插入失败时，则表明 map 容器中存在具有相同键的键值对，此时返回的迭代器指向此具有相同键的键值对，同时 bool 变量的值为 false。
#include
#include //emplace_hint()
template
iterator emplace_hint (const_iterator position, Args&&... args);
显然和 emplace() 语法格式相比，有以下 2 点不同：
该方法不仅要传入创建键值对所需要的数据，还需要传入一个迭代器作为第一个参数，指明要插入的位置（新键值对键会插入到该迭代器指向的键值对的前面）；
该方法的返回值是一个迭代器，而不再是 pair 对象。当成功插入新键值对时，返回的迭代器指向新插入的键值对；反之，如果插入失败，则表明 map 容器中存有相同键的键值对，返回的迭代器就指向这个键值对。
#include
#include 2.multimap
和 map 容器的区别在于，multimap 容器中可以同时存储多（≥2）个键相同的键值对。
实现 multimap 容器的类模板也定义在头文件，并位于 std 命名空间中。
| 成员方法 | 功能 |
|---|---|
| begin() | 返回指向容器中第一个（注意，是已排好序的第一个）键值对的双向迭代器。如果 multimap 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。 |
| end() | 返回指向容器最后一个元素（注意，是已排好序的最后一个）所在位置后一个位置的双向迭代器，通常和 begin() 结合使用。如果 multimap 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。 |
| rbegin() | 返回指向最后一个（注意，是已排好序的最后一个）元素的反向双向迭代器。如果 multimap 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的反向双向迭代器。 |
| rend() | 返回指向第一个（注意，是已排好序的第一个）元素所在位置前一个位置的反向双向迭代器。如果 multimap 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的反向双向迭代器。 |
| cbegin() | 和 begin() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的键值对。 |
| cend() | 和 end() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的键值对。 |
| crbegin() | 和 rbegin() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的键值对。 |
| crend() | 和 rend() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的键值对。 |
| find(key) | 在 multimap 容器中查找首个键为 key 的键值对，如果成功找到，则返回指向该键值对的双向迭代器；反之，则返回和 end() 方法一样的迭代器。另外，如果 multimap 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。 |
| lower_bound(key) | 返回一个指向当前 multimap 容器中第一个大于或等于 key 的键值对的双向迭代器。如果 multimap 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。 |
| upper_bound(key) | 返回一个指向当前 multimap 容器中第一个大于 key 的键值对的迭代器。如果 multimap 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。 |
| equal_range(key) | 该方法返回一个 pair 对象（包含 2 个双向迭代器），其中 pair.first 和 lower_bound() 方法的返回值等价，pair.second 和 upper_bound() 方法的返回值等价。也就是说，该方法将返回一个范围，该范围中包含的键为 key 的键值对。 |
| empty() | 若容器为空，则返回 true；否则 false。 |
| size() | 返回当前 multimap 容器中存有键值对的个数。 |
| max_size() | 返回 multimap 容器所能容纳键值对的最大个数，不同的操作系统，其返回值亦不相同。 |
| insert() | 向 multimap 容器中插入键值对。 |
| erase() | 删除 multimap 容器指定位置、指定键（key）值或者指定区域内的键值对。 |
| swap() | 交换 2 个 multimap 容器中存储的键值对，这意味着，操作的 2 个键值对的类型必须相同。 |
| clear() | 清空 multimap 容器中所有的键值对，使 multimap 容器的 size() 为 0。 |
| emplace() | 在当前 multimap 容器中的指定位置处构造新键值对。其效果和插入键值对一样，但效率更高。 |
| emplace_hint() | 在本质上和 emplace() 在 multimap 容器中构造新键值对的方式是一样的，不同之处在于，使用者必须为该方法提供一个指示键值对生成位置的迭代器，并作为该方法的第一个参数。 |
| count(key) | 在当前 multimap 容器中，查找键为 key 的键值对的个数并返回。 |
和 map 容器相比，multimap 未提供 at() 成员方法，也没有重载 [] 运算符。这意味着，map 容器中通过指定键获取指定指定键值对的方式，将不再适用于 multimap 容器。其实这很好理解，因为 multimap 容器中指定的键可能对应多个键值对，而不再是 1 个。
#include
#include 3.set
使用 set 容器存储的各个键值对，要求键 key 和值 value 必须相等。基于 set 容器的这种特性，当使用 set 容器存储键值对时，只需要为其提供各键值对中的 value 值（也就是 key 的值）即可。
使用 set 容器存储的各个元素的值必须各不相同。
切勿尝试直接修改 set 容器中已存储元素的值，这很有可能破坏 set 容器中元素的有序性，最正确的修改 set 容器中元素值的做法是：先删除该元素，然后再添加一个修改后的元素。
set 容器定义于
3.1创建set容器的几种方法
1.调用默认构造函数，创建空的 set 容器:
std::set myset;
-
该容器采用默认的
std::less规则，会对存储的 string 类型元素做升序排序。
2.在创建 set 容器的同时，对其进行初始化。
std::set myset{"http://c.biancheng.net/java/",
"http://c.biancheng.net/stl/",
"http://c.biancheng.net/python/"};
3.在创建新 set 容器的同时，将已有 set 容器中存储的所有元素全部复制到新 set 容器中。
std::set copyset(myset);
//等同于
//std::set copyset = myset
4.创建新 set 容器的同时，利用临时的 set 容器为其初始化。
set retSet() {
std::set myset{ "http://c.biancheng.net/java/",
"http://c.biancheng.net/stl/",
"http://c.biancheng.net/python/" };
return myset;
}
std::set copyset(retSet());
//或者
//std::set copyset = retSet();
-
由于 retSet() 函数的返回值是一个临时 set 容器，因此在初始化 copyset 容器时，其内部调用的是 set 类模板中的移动构造函数，而非拷贝构造函数。
5.取已有 set 容器中的部分元素，来初始化新 set 容器。
std::set myset{ "http://c.biancheng.net/java/",
"http://c.biancheng.net/stl/",
"http://c.biancheng.net/python/" };
std::set copyset(++myset.begin(), myset.end());
6.手动修改 set 容器中的排序规则
std::set > myset{
"http://c.biancheng.net/java/",
"http://c.biancheng.net/stl/",
"http://c.biancheng.net/python/"};
3.2set容器的成员方法
| 成员方法 | 功能 |
|---|---|
| begin() | 返回指向容器中第一个（注意，是已排好序的第一个）元素的双向迭代器。如果 set 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。 |
| end() | 返回指向容器最后一个元素（注意，是已排好序的最后一个）所在位置后一个位置的双向迭代器，通常和 begin() 结合使用。如果 set 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。 |
| rbegin() | 返回指向最后一个（注意，是已排好序的最后一个）元素的反向双向迭代器。如果 set 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的反向双向迭代器。 |
| rend() | 返回指向第一个（注意，是已排好序的第一个）元素所在位置前一个位置的反向双向迭代器。如果 set 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的反向双向迭代器。 |
| cbegin() | 和 begin() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的元素值。 |
| cend() | 和 end() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的元素值。 |
| crbegin() | 和 rbegin() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的元素值。 |
| crend() | 和 rend() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的元素值。 |
| find(val) | 在 set 容器中查找值为 val 的元素，如果成功找到，则返回指向该元素的双向迭代器；反之，则返回和 end() 方法一样的迭代器。另外，如果 set 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。 |
| lower_bound(val) | 返回一个指向当前 set 容器中第一个大于或等于 val 的元素的双向迭代器。如果 set 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。 |
| upper_bound(val) | 返回一个指向当前 set 容器中第一个大于 val 的元素的迭代器。如果 set 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。 |
| equal_range(val) | 该方法返回一个 pair 对象（包含 2 个双向迭代器），其中 pair.first 和 lower_bound() 方法的返回值等价，pair.second 和 upper_bound() 方法的返回值等价。也就是说，该方法将返回一个范围，该范围中包含的值为 val 的元素（set 容器中各个元素是唯一的，因此该范围最多包含一个元素）。 |
| empty() | 若容器为空，则返回 true；否则 false。 |
| size() | 返回当前 set 容器中存有元素的个数。 |
| max_size() | 返回 set 容器所能容纳元素的最大个数，不同的操作系统，其返回值亦不相同。 |
| insert() | 向 set 容器中插入元素。 |
| erase() | 删除 set 容器中存储的元素。 |
| swap() | 交换 2 个 set 容器中存储的所有元素。这意味着，操作的 2 个 set 容器的类型必须相同。 |
| clear() | 清空 set 容器中所有的元素，即令 set 容器的 size() 为 0。 |
| emplace() | 在当前 set 容器中的指定位置直接构造新元素。其效果和 insert() 一样，但效率更高。 |
| emplace_hint() | 在本质上和 emplace() 在 set 容器中构造新元素的方式是一样的，不同之处在于，使用者必须为该方法提供一个指示新元素生成位置的迭代器，并作为该方法的第一个参数。 |
| count(val) | 在当前 set 容器中，查找值为 val 的元素的个数，并返回。注意，由于 set 容器中各元素的值是唯一的，因此该函数的返回值最大为 1。 |
#include
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
//创建空set容器
std::set myset;
//空set容器不存储任何元素
cout << "1、myset size = " << myset.size() << endl;
//向myset容器中插入新元素
myset.insert("http://c.biancheng.net/java/");
myset.insert("http://c.biancheng.net/stl/");
myset.insert("http://c.biancheng.net/python/");
cout << "2、myset size = " << myset.size() << endl;
//利用双向迭代器，遍历myset
for (auto iter = myset.begin(); iter != myset.end(); ++iter) {
cout << *iter << endl;
}
return 0;
}
3.3set容器迭代器
set 容器类模板中未提供 at() 成员函数，也未对 [] 运算符进行重载。因此，要想访问 set 容器中存储的元素，只能借助 set 容器的迭代器。
C++ STL 标准库为 set 容器配置的迭代器类型为双向迭代器。这意味着，假设 p 为此类型的迭代器，则其只能进行 ++p、p++、–p、p–、*p 操作，并且 2 个双向迭代器之间做比较，也只能使用 == 或者 != 运算符。
begin()/end()
#include
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
//创建并初始化set容器
std::set myset{ "http://c.biancheng.net/java/",
"http://c.biancheng.net/stl/",
"http://c.biancheng.net/python/"
};
//利用双向迭代器，遍历myset
for (auto iter = myset.begin(); iter != myset.end(); ++iter) {
cout << *iter << endl;
}
return 0;
}
因为 iter 迭代器指向的是 set 容器存储的某个元素，而不是键值对，因此通过 *iter 可以直接获取该迭代器指向的元素的值。
如果只想遍历 set 容器中指定区域内的部分数据，则可以借助 find()、lower_bound() 以及 upper_bound() 实现。通过调用它们，可以获取一个指向指定元素的迭代器。
equal_range(val) 函数的返回值是一个 pair 类型数据，其包含 2 个迭代器，表示 set 容器中和指定参数 val 相等的元素所在的区域，但由于 set 容器中存储的元素各不相等，因此该函数返回的这 2 个迭代器所表示的范围中，最多只会包含 1 个元素。
#include
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
//创建并初始化set容器
std::set myset{ "http://c.biancheng.net/java/",
"http://c.biancheng.net/stl/",
"http://c.biancheng.net/python/"
};
set::iterator iter = myset.find("http://c.biancheng.net/python/");
for (;iter != myset.end();++iter)
{
cout << *iter << endl;
}
return 0;
}
set 类模板中包含 lower_bound()、upper_bound()、equal_range() 这 3 个成员函数，但它们更适用于 multiset 容器，几乎不会用于操作 set 容器。
3.4set insert()方法
1.只要给定目标元素的值，insert() 方法即可将该元素添加到 set 容器中
//普通引用方式传参
pair insert (const value_type& val);
//右值引用方式传参
pair insert (value_type&& val);
val 表示要添加的新元素，该方法的返回值为 pair 类型。
以上 2 种语法格式的 insert() 方法，返回的都是 pair 类型的值，其包含 2 个数据，一个迭代器和一个 bool 值：
当向 set 容器添加元素成功时，该迭代器指向 set 容器新添加的元素，bool 类型的值为 true；
如果添加失败，即证明原 set 容器中已存有相同的元素，此时返回的迭代器就指向容器中相同的此元素，同时 bool 类型的值为 false。
#include
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
//创建并初始化set容器
std::set myset;
//准备接受 insert() 的返回值
pair::iterator, bool> retpair;
//采用普通引用传值方式
string str = "http://c.biancheng.net/stl/";
retpair = myset.insert(str);
cout << "iter->" << *(retpair.first) << " " << "bool = " << retpair.second << endl;
//采用右值引用传值方式
retpair = myset.insert("http://c.biancheng.net/python/");
cout << "iter->" << *(retpair.first) << " " << "bool = " << retpair.second << endl;
return 0;
}
2.insert() 还可以指定将新元素插入到 set 容器中的具体位置
//以普通引用的方式传递 val 值
iterator insert (const_iterator position, const value_type& val);
//以右值引用的方式传递 val 值
iterator insert (const_iterator position, value_type&& val);
以上 2 种语法格式中，insert() 函数的返回值为迭代器：
- 当向 set 容器添加元素成功时，该迭代器指向容器中新添加的元素；
- 当添加失败时，证明原 set 容器中已有相同的元素，该迭代器就指向 set 容器中相同的这个元素。
#include
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
//创建并初始化set容器
std::set myset;
//准备接受 insert() 的返回值
set::iterator iter;
//采用普通引用传值方式
string str = "http://c.biancheng.net/stl/";
iter = myset.insert(myset.begin(),str);
cout << "myset size =" << myset.size() << endl;
//采用右值引用传值方式
iter = myset.insert(myset.end(),"http://c.biancheng.net/python/");
cout << "myset size =" << myset.size() << endl;
return 0;
}
使用 insert() 方法将目标元素插入到 set 容器指定位置后，如果该元素破坏了容器内部的有序状态，set 容器还会自行对新元素的位置做进一步调整。也就是说，insert() 方法中指定新元素插入的位置，并不一定就是该元素最终所处的位置。
3.向当前 set 容器中插入其它 set 容器指定区域内的所有元素，只要这 2 个 set 容器存储的元素类型相同即可。
template
void insert (InputIterator first, InputIterator last);
其中 first 和 last 都是迭代器，它们的组合 [first,last) 可以表示另一 set 容器中的一块区域，该区域包括 first 迭代器指向的元素，但不包含 last 迭代器指向的元素。
#include
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
//创建并初始化set容器
std::set myset{ "http://c.biancheng.net/stl/",
"http://c.biancheng.net/python/",
"http://c.biancheng.net/java/" };
//创建一个同类型的空 set 容器
std::set otherset;
//利用 myset 初始化 otherset
otherset.insert(++myset.begin(), myset.end());
//输出 otherset 容器中的元素
for (auto iter = otherset.begin(); iter != otherset.end(); ++iter) {
cout << *iter << endl;
}
return 0;
}
4.采用如下格式的 insert() 方法，可实现一次向 set 容器中添加多个元素：
void insert ( {E1, E2,...,En} );
#include
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
//创建并初始化set容器
std::set myset;
//向 myset 中添加多个元素
myset.insert({ "http://c.biancheng.net/stl/",
"http://c.biancheng.net/python/",
"http://c.biancheng.net/java/" });
for (auto iter = myset.begin(); iter != myset.end(); ++iter) {
cout << *iter << endl;
}
return 0;
}
3.5emplace()和emplace_hint()
//emplace()
template
pair emplace (Args&&... args);
参数 (Args&&… args) 指的是，只需要传入构建新元素所需的数据即可，该方法可以自行利用这些数据构建出要添加的元素。
该方法的返回值类型为 pair 类型，其包含 2 个元素，一个迭代器和一个 bool 值：
当该方法将目标元素成功添加到 set 容器中时，其返回的迭代器指向新插入的元素，同时 bool 值为 true；
当添加失败时，则表明原 set 容器中已存在相同值的元素，此时返回的迭代器指向容器中具有相同键的这个元素，同时 bool 值为 false。
#include
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
//创建并初始化 set 容器
std::setmyset;
//向 myset 容器中添加元素
pair::iterator, bool> ret = myset.emplace("http://c.biancheng.net/stl/");
cout << "myset size = " << myset.size() << endl;
cout << "ret.iter = <" << *(ret.first) << ", " << ret.second << ">" << endl;
return 0;
}
//emplace_hint()
template
iterator emplace_hint (const_iterator position, Args&&... args);
该方法需要额外传入一个迭代器，用来指明新元素添加到 set 容器的具体位置（新元素会添加到该迭代器指向元素的前面）；
返回值是一个迭代器，而不再是 pair 对象。当成功添加元素时，返回的迭代器指向新添加的元素；反之，如果添加失败，则迭代器就指向 set 容器和要添加元素的值相同的元素。
#include
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
//创建并初始化 set 容器
std::setmyset;
//在 set 容器的指定位置添加键值对
set::iterator iter = myset.emplace_hint(myset.begin(), "http://c.biancheng.net/stl/");
cout << "myset size = " << myset.size() << endl;
cout << *iter << endl;
return 0;
}
3.6set删除数据：erase()和clear()方法
erase()
//删除 set 容器中值为 val 的元素
size_type erase (const value_type& val);
//删除 position 迭代器指向的元素
iterator erase (const_iterator position);
//删除 [first,last) 区间内的所有元素
iterator erase (const_iterator first, const_iterator last);
第 1 种格式的 erase() 方法，其返回值为一个整数，表示成功删除的元素个数；后 2 种格式的 erase() 方法，返回值都是迭代器，其指向的是 set 容器中删除元素之后的第一个元素。
#include
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
//创建并初始化 set 容器
std::setmyset{1,2,3,4,5};
cout << "myset size = " << myset.size() << endl;
//1) 调用第一种格式的 erase() 方法
int num = myset.erase(2); //删除元素 2，myset={1,3,4,5}
cout << "1、myset size = " << myset.size() << endl;
cout << "num = " << num << endl;
//2) 调用第二种格式的 erase() 方法
set::iterator iter = myset.erase(myset.begin()); //删除元素 1，myset={3,4,5}
cout << "2、myset size = " << myset.size() << endl;
cout << "iter->" << *iter << endl;
//3) 调用第三种格式的 erase() 方法
set::iterator iter2 = myset.erase(myset.begin(), --myset.end());//删除元素 3,4，myset={5}
cout << "3、myset size = " << myset.size() << endl;
cout << "iter2->" << *iter2 << endl;
return 0;
}
clear()
删除 set 容器中存储的所有元素
#include
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
//创建并初始化 set 容器
std::setmyset{1,2,3,4,5};
cout << "1、myset size = " << myset.size() << endl;
//清空 myset 容器
myset.clear();
cout << "2、myset size = " << myset.size() << endl;
return 0;
}
4.multiset容器
set 容器具有以下几个特性：
不再以键值对的方式存储数据，因为 set 容器专门用于存储键和值相等的键值对，因此该容器中真正存储的是各个键值对的值（value）；
set 容器在存储数据时，会根据各元素值的大小对存储的元素进行排序（默认做升序排序）；
存储到 set 容器中的元素，虽然其类型没有明确用 const 修饰，但正常情况下它们的值是无法被修改的；
set 容器存储的元素必须互不相等。
multiset 容器遵循 set 容器的前 3 个特性，仅在第 4 条特性上有差异。和 set 容器不同的是，multiset 容器可以存储多个值相同的元素。
multiset 类模板也定义在
4.1创建multiset容器的方法
1.调用默认构造函数，创建空的 multiset 容器
std::multiset mymultiset;
2.在创建 multiset 容器的同时，对其进行初始化。
std::multiset mymultiset{ "http://c.biancheng.net/java/",
"http://c.biancheng.net/stl/",
"http://c.biancheng.net/python/" };
3.在创建新 multiset 容器的同时，将已有 multiset 容器中存储的所有元素全部复制到新 multiset 容器中。
std::multiset copymultiset(mymultiset);
//等同于
//std::multiset copymultiset = mymultiset;
4.创建新 multiset 容器的同时，利用临时的 multiset 容器为其初始化。
multiset retMultiset() {
std::multiset tempmultiset{ "http://c.biancheng.net/java/",
"http://c.biancheng.net/stl/",
"http://c.biancheng.net/python/" };
return tempmultiset;
}
std::multiset copymultiset(retMultiset());
//等同于
//std::multiset copymultiset = retMultiset();
由于 retMultiset() 函数的返回值是一个临时 multiset 容器，因此在初始化 copymultiset 容器时，其内部调用的是 multiset 类模板中的移动构造函数，而非拷贝构造函数。
5.取已有 multiset 容器中的部分元素，来初始化新 multiset 容器。
std::multiset mymultiset{ "http://c.biancheng.net/java/",
"http://c.biancheng.net/stl/",
"http://c.biancheng.net/python/" };
std::set copymultiset(++mymultiset.begin(), mymultiset.end());
6.手动修改 multiset 容器中的排序规则。
std::multiset > mymultiset{
"http://c.biancheng.net/java/",
"http://c.biancheng.net/stl/",
"http://c.biancheng.net/python/" };
4.2multiset容器提供的成员方法
| 成员方法 | 功能 |
|---|---|
| begin() | 返回指向容器中第一个（注意，是已排好序的第一个）元素的双向迭代器。如果 multiset 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。 |
| end() | 返回指向容器最后一个元素（注意，是已排好序的最后一个）所在位置后一个位置的双向迭代器，通常和 begin() 结合使用。如果 multiset 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。 |
| rbegin() | 返回指向最后一个（注意，是已排好序的最后一个）元素的反向双向迭代器。如果 multiset 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的反向双向迭代器。 |
| rend() | 返回指向第一个（注意，是已排好序的第一个）元素所在位置前一个位置的反向双向迭代器。如果 multiset 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的反向双向迭代器。 |
| cbegin() | 和 begin() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的元素值。 |
| cend() | 和 end() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的元素值。 |
| crbegin() | 和 rbegin() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的元素值。 |
| crend() | 和 rend() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的元素值。 |
| find(val) | 在 multiset 容器中查找值为 val 的元素，如果成功找到，则返回指向该元素的双向迭代器；反之，则返回和 end() 方法一样的迭代器。另外，如果 multiset 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。 |
| lower_bound(val) | 返回一个指向当前 multiset 容器中第一个大于或等于 val 的元素的双向迭代器。如果 multiset 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。 |
| upper_bound(val) | 返回一个指向当前 multiset 容器中第一个大于 val 的元素的迭代器。如果 multiset 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。 |
| equal_range(val) | 该方法返回一个 pair 对象（包含 2 个双向迭代器），其中 pair.first 和 lower_bound() 方法的返回值等价，pair.second 和 upper_bound() 方法的返回值等价。也就是说，该方法将返回一个范围，该范围中包含所有值为 val 的元素。 |
| empty() | 若容器为空，则返回 true；否则 false。 |
| size() | 返回当前 multiset 容器中存有元素的个数。 |
| max_size() | 返回 multiset 容器所能容纳元素的最大个数，不同的操作系统，其返回值亦不相同。 |
| insert() | 向 multiset 容器中插入元素。 |
| erase() | 删除 multiset 容器中存储的指定元素。 |
| swap() | 交换 2 个 multiset 容器中存储的所有元素。这意味着，操作的 2 个 multiset 容器的类型必须相同。 |
| clear() | 清空 multiset 容器中所有的元素，即令 multiset 容器的 size() 为 0。 |
| emplace() | 在当前 multiset 容器中的指定位置直接构造新元素。其效果和 insert() 一样，但效率更高。 |
| emplace_hint() | 本质上和 emplace() 在 multiset 容器中构造新元素的方式是一样的，不同之处在于，使用者必须为该方法提供一个指示新元素生成位置的迭代器，并作为该方法的第一个参数。 |
| count(val) | 在当前 multiset 容器中，查找值为 val 的元素的个数，并返回。 |
由于 multiset 容器允许存储多个值相同的元素，因此诸如 count()、find()、lower_bound()、upper_bound()、equal_range()等方法，更常用于 multiset 容器。
#include
#include
#include
using namespace std;
int main() {
std::multiset mymultiset{1,2,2,2,3,4,5};
cout << "multiset size = " << mymultiset.size() << endl;
cout << "multiset count(2) =" << mymultiset.count(2) << endl;
//向容器中添加元素 8
mymultiset.insert(8);
//删除容器中所有值为 2 的元素
int num = mymultiset.erase(2);
cout << "删除了 " << num << " 个元素 2" << endl;
//输出容器中存储的所有元素
for (auto iter = mymultiset.begin(); iter != mymultiset.end(); ++iter) {
cout << *iter << " ";
}
return 0;
}
四、无序集合通用操作
未完，待续...