（C++ 进阶）map & set
目录
一 关联式容器（KV模型）
二 键值对
三 树形结构的关联式容器
1 set
1.1 set的基本概念与注意事项
1.2 set的遍历
1.3 set 的查找与删除
2 multiset
3 map
3.1 概念
3.2 map的迭代器遍历方式
3.3 简化嵌套结构
3.4 统计水果出现次数
3.5 [ ]的重载使用
3.6 topK问题
4 multimap
一 关联式容器（KV模型）
用关联式容器 来存储数据，与序列式容器不同的是，其 里面存储的是
二 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 。
SGI-STL中关于键值对的定义：
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)
{}
}; 三 树形结构的关联式容器
为了满足不同的使用场景， 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 ) 作为其底层结构，容器中的元素是一个有序的序列。
1 set
1.1 set的基本概念与注意事项
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 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：O(log2N)
⑦ set 中的元素不允许修改，因为Value就是它的键，随意修改会破坏树的结构。
⑧ set 中的底层使用二叉搜索树 ( 红黑树 ) 来实现。
1.2 set的遍历
set s;
s.insert(10);
s.insert(1);
s.insert(99);
s.insert(101);
s.insert(50);
s.insert(10);
s.insert(6);
s.insert(55);
s.insert(10);
//遍历方式一 迭代器
//排序加去重
set::iterator it = s.begin();
while (it != s.end())
{
cout << *it << " ";
it++;
}
cout << endl;
//降序
set::reverse_iterator it1 = s.rbegin();
while (it1 != s.rend())
{
cout << *it1 << " ";
it1++;
}
cout << endl;
//遍历方法二 范围for(基于迭代器)
for (auto e : s)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl; 1.3 set 的查找与删除
//查找
set sstr;
sstr.insert("sort");
sstr.insert("add");
sstr.insert("sum");
sstr.insert("adjust");
sstr.insert("list");
set::iterator iter = sstr.find("list");
if (iter != sstr.end())
{
cout << "找到了" << *iter << endl;
}
else
{
cout << "没找到" << endl;
}
//因为set底层为搜索二叉树KEY模型，所以不支持随便更改数据的值，否则可能会破坏结构
//删除
auto pos = sstr.find("sort");
sstr.erase(pos);
sstr.erase("list");
2 multiset
与set的区别是，multiset中的元素可以重复，set是中value是唯一的。
3 map
3.1 概念
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 )) 。
3.2 map的迭代器遍历方式
//map的基本使用
void map_test(void)
{
map m;
//调用pair的构造函数，构造一个匿名对象插入
m.insert(pair(1, 8.9));
m.insert(pair(5, 45.4));
m.insert(pair(7, 9.0));
m.insert(pair(2, 8.9));
m.insert(pair(3, 7.8));
m.insert(pair(7, 6.9));//插入不成功，键值相同
//调用函数模板构造对象。
//好处：不需要去声明pair的参数，让函数自己推演，用起来方便
m.insert(make_pair(7, 6.9));
//迭代器遍历
map::iterator it = m.begin();
while (it != m.end())
{
//cout << (*it).first << ":" << (*it).second << " ";
cout << it->first << ":" << it->second << " ";
it++;
}
cout << endl;
}
3.3 简化嵌套结构
//简化嵌套结构
void map_test1(void)
{
typedef std::map DICT;
typedef std::pair DICT_KV;
typedef std::map::iterator DICT_IT;
//std::map dic;
DICT dic;
//dic.insert(std::pair("insert", "插入"));
//dic.insert(std::pair("sort", "排序"));
//dic.insert(std::pair("find", "查找"));
dic.insert(DICT_KV("insert", "插入"));
dic.insert(DICT_KV("sort", "排序"));
dic.insert(DICT_KV("find", "查找"));
dic.insert(DICT_KV("left", "左边"));
DICT_IT dit = dic.begin();
while (dit != dic.end())
{
//key值不可修改，但是value可以修改
dit->second.insert(0, "{");
dit->second += "}";
cout << dit->first << "--" << dit->second << endl;
dit++;
}
auto ret = dic.find("left");
if(ret != dic.end())
{
//可读性优化
string& str = ret->second;
str.insert(str.size() - 1, "、剩余");
}
cout << endl;
dit = dic.begin();
while (dit != dic.end())
{
cout << dit->first << "--" << dit->second << endl;
dit++;
}
}
3.4 统计水果出现次数
//统计水果出现次数
void map_test2(void)
{
思路一
//string arr[] = { "苹果","苹果", "香蕉","西瓜", "苹果", "香蕉", "香蕉", "香蕉", "苹果", "苹果" };
//std::map countMap;
//for (const auto& str : arr)
//{
// std::map::iterator it = countMap.find(str);
// //找到了就不是第一次出现，数量加加
// if (it != countMap.end())
// {
// it->second++;
// }
// //没找到，第一次出现，插入
// else
// {
// countMap.insert(make_pair(str,1));
// }
//}
//for (const auto& e : countMap)
//{
// cout << e.first << "--" << e.second << endl;
//}
思路二
//string arr[] = { "苹果","苹果", "香蕉","西瓜", "苹果", "香蕉", "香蕉", "苹果", "苹果" };
//std::map countMap;
//for (const auto& str : arr)
//{
// auto ret = countMap.insert(make_pair(str, 1));
// if(ret.second==false)
// {
// ret.first->second++;
// }
//}
//for (const auto& e : countMap)
//{
// cout << e.first << "--" << e.second << endl;
//}
//思路三
string arr[] = { "苹果", "香蕉","西瓜", "苹果", "香蕉", "香蕉", "苹果", "苹果" };
map countMap;
for (const auto& str : arr)
{
countMap[str]++;
}
for (const auto& e : countMap)
{
cout << e.first << "--" << e.second << endl;
}
}
3.5 [ ]的重载使用
//[key],key为结点键值，[key]会返回结点的value的引用
void map_test3(void)
{
map sortmap;
sortmap.insert(make_pair("left", "左边"));
cout << sortmap["left"] << endl;
//插入right，value为右边。
sortmap["right"] = "右边";
//插入sort,value为缺省值
sortmap["sort"];
sortmap["insert"] = "插入";
sortmap["left"] += "、剩余";
cout << sortmap["left"] << endl;
}
3.6 topK问题
//TOPK问题
struct MapItCompare
{
bool operator()(map::iterator x, map::iterator y)
{
return x->second > y->second;
}
};
void map_test4(void)
{
string arr[] = { "苹果", "香蕉","西瓜", "苹果", "香蕉", "香蕉", "苹果", "苹果" };
map countMap;
for (const auto& str : arr)
{
countMap[str]++;
}
//for (const auto& e : countMap)
//{
// cout << e.first << "--" << e.second << endl;
//}
//排序一
vector::iterator> v1;
map::iterator countMapIt = countMap.begin();
while (countMapIt != countMap.end())
{
v1.push_back(countMapIt);
countMapIt++;
}
sort(v1.begin(),v1.end(),MapItCompare());
//排序二
//map> sortMap;//降序
map sortMap;//升序
for (auto e : countMap)
{
sortMap.insert(make_pair(e.second, e.first));
}
for (auto e : sortMap)
{
cout << e.second << "--" << e.first << endl;
}
} 4 multimap
multimap和map的区别：①map中的key是唯一的，而multimap中key是可以重复的。
②multimap中没有重载operator[]操作，因为键值可以重复