【C++】map和set

目录

1. 关联式容器

2. 键值对

3. 树形结构的关联式容器

4.set的介绍

接口count

接口lower_bound和upper_bound

insert插入接口

5.map的介绍

接口insert

接口operator[]

6.multiset

7.multimap

8.map和set相关OJ

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1. 关联式容器

vector 、 list 、 deque、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。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（插入删除只需挪动指针，无需挪动数据，查找时间logN）

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：现在要建立一个英汉互译的字典，那该字典中必然

有英文单词与其对应的中文含义，而且，英文单词与其中文含义是一一对应的关系，即通过该应

该单词，在词典中就可以找到与其对应的中文含义。

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)
{}
};

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。下面一依次介绍每一

个容器。

4.set的介绍

T: set 中存放元素的类型，实际在底层存储 的键值对。

Compare ： 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

set中的底层使用二叉搜索树(红黑树)来实现

set中只放value，但在底层实际存放的是由构成的键值对

set中的元素不可以重复。

set中查找某个元素，时间复杂度为:logN

set中的元素不允许修改(因为底层时二叉搜索树)

接口count

count和find的作用一样，都是用于查找set中是否存在某个元素。

其实count是为容器multiset设计的，其与set的区别在于multiset允许插入重复元素，此时count会返回被搜索元素的个数。

void test()
{
	sets;
	for (int i = 1; i < 10; i++)
		s.insert(i);
	for (int i = 1; i < 10; i++)
	{
		cout << i;
		if (s.count(i))
			cout << "is an element of s. \n";
		else
			cout << "is not an element of s. \n";
	}
}

接口lower_bound和upper_bound

lower_bound返回大于等于目标值的迭代器，upper_bound返回大于目标值的迭代器。这里通常可以配合erase使用。

void test()
{
	sets;
	for (int i = 1; i < 10; i++)
		s.insert(i);
	auto it1=s.lower_bound(1);
    auto it2=s.upper_bound(8);
    s.erase(it1,it2);//左开右闭
    for(auto ch:s)
    {
        cout<

insert插入接口

返回值为一个pair类型的变量，pair中存放的有两个变量，第一个为插入数据的迭代器，第二个如果插入成功为true，失败为false。

void test()
{
	sets;
	for (int i = 1; i < 10; i++)
		s.insert(i);
	
    pair::iterator,bool> p=s.insert(1);
    cout<<*p.first<<"  "<

5.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 )) 。

接口insert

void test()
{
	mapdict;
	dict.insert(pair("sort", "排序"));
	dict.insert(pair("test", "测试"));

	for (auto& x : dict)
	{
		cout << x.first << ":" << x.first << "  ";
	}
	cout << endl;
}

这里也可以使用make_pair.

void test()
{
	mapdict;
	dict.insert(make_pair("sort", "排序"));
	dict.insert(make_pair("test", "测试"));

	for (auto& x : dict)
	{
		cout << x.first << ":" << x.first << "  ";
	}
	cout << endl;
}

接口operator[]

void test()
{
	string arr[] = { "西瓜","西瓜","香蕉","苹果","梨" };
	maps;
	for (auto x : arr)
	{
		s[x]++;
	}
	for (auto x : s)
	{
		cout << x.first << ":" << x.second << endl;
	}
}

这里数组下标为key,获得值为value。如果key不存在，则插入，并且初始化value，并++，

存在就直接++。

6.multiset

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 中再底层中存储的是 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 $O(log_2 N)$

7. multiset 的作用：可以对元素进行排序

void TestSet()
{
  int array[] = { 2, 1, 3, 9, 6, 0, 5, 8, 4, 7 };
 
 // 注意：multiset在底层实际存储的是的键值对
 multiset s(array, array + sizeof(array)/sizeof(array[0]));
 for (auto& e : s)
 cout << e << " ";
 cout << endl;
 return 0;
}

7.multimap

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 。

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 ( 同学们可思考下为什么 ?) 。

4. 使用时与 map 包含的头文件相同：

8.map和set相关OJ

class Solution {
public:
 class Compare
 {
 public:
         // 在set中进行排序时的比较规则
 bool operator()(const pair& left, const
pair& right)
 {
 return left.second > right.second;
 }
 };
 vector topKFrequent(vector& words, int k)
 {
 // 用<单词，单词出现次数>构建键值对，然后将vector中的单词放进去，统计每
个单词出现的次数
 map m;
 for (size_t i = 0; i < words.size(); ++i)
 ++(m[words[i]]);
 // 将单词按照其出现次数进行排序，出现相同次数的单词集中在一块
 multiset, Compare> ms(m.begin(), m.end());
 // 将相同次数的单词放在set中，然后再放到vector中
 set s;
 size_t count = 0;   // 统计相同次数单词的个数
 size_t leftCount = k;
 
         vector ret;
 for (auto& e: ms)
 {
 if (!s.empty())
 {
 // 相同次数的单词已经全部放到set中
 if (count != e.second)
 {
 if (s.size() < leftCount)
 {
 ret.insert(ret.end(), s.begin(), s.end());
 leftCount -= s.size();
 s.clear();
 }
 else
 {
 break;
 }
 }
 }
 count = e.second;
 s.insert(e.first);
 }
 for (auto& e : s)
 {
 if (0 == leftCount)
 break;
 ret.push_back(e);
 leftCount--;
 }
 return ret;
 }
 };

class Solution {
public:
    vector intersection(vector& nums1, vector& nums2) {
   // 先去重
        set s1;
        for(auto e : nums1)
       {
            s1.insert(e);
       }
        set s2;
        for(auto e : nums2)
       {
            s2.insert(e);
       }
        
        // set排过序，依次比较，小的一定不是交集，相等的是交集
        auto it1 = s1.begin();
        auto it2 = s2.begin();
        vector ret;
        while(it1 != s1.end() && it2 != s2.end())
       {
            if(*it1 < *it2)
           {
                it1++;
           }
            else if(*it2 < *it1)
           {
                it2++;
           }
            else
           {
                ret.push_back(*it1);
                it1++;
                it2++;
           }
       }
        return ret;
   }
};