Set和Map

一、Set的介绍

1.1、Set相关文档介绍

cplusplus.com/reference/set/set/?kw=set 

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，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（升序）

6. set中查找某个元素，时间复杂度为：log2 

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

1.2、Set的使用

既然set是容器，那他也可以像前几个一样被构造。头文件#include

1.空构造和拷贝构造
        set s1;
        set s2(s1);
2.迭代器构造
        string s3("I love C++");
        set s4(s.begin(), s.end());
3.大于比较
        set的底层是搜素二叉树，默认是小于排序（升序），也可是调成大于排序（降序）。

        set> s5;

迭代器接口：

容量接口：

修改接口：

这里我们对Set进行一些测试：

#include
#include
using namespace std;
 
void test1()
{
	set s1;
	s1.insert(1);   //插入操作
	s1.insert(3);
	s1.insert(5);
	s1.insert(7);
	s1.insert(4);
    s1.insert(4);
    s1.insert(5);
    s1.insert(1);
	set s2(s1);
	set::iterator it = s1.begin();
	for (auto e : s1)
	{
		cout << e << " ";   //  1 3 4 5 7，是升序排列，别搞错了
	}
	cout << endl;
	set::iterator pos1 = find(s1.begin(), s1.end(), 5);
	set::iterator pos2 = s1.find(7);   //set自带的查找函数
	if (it != s1.end())
	{
		s1.erase(pos1);   //删除5
		s1.erase(pos2);
		s1.insert(10);
		s1.insert(20);
	}
	while (it != s1.end())
	{
		cout << *it << " ";    //1 3 4 10 20
		*it++;
	}
	cout << endl;
	//删除指定区间
	set::iterator ret = s2.find(5);
	s2.erase(s2.begin(), ret);
	for (auto e : s2)
	{
		cout << e << " ";   //5 7
	}
	cout << endl;
  //寻找是否有val，找到返回1
	if (s2.count(5)) // s2中有5就返回1，进入循环
	{
		cout << "s2中有5：" << endl;  //s2中有5
	}
	cout << s2.empty() << endl;  // 判空
	cout << s1.size() << endl;   //s1的个数是5
	cout << s2.size() << endl;   //s2的个数是2
}
 
int main()
{
	test1();
}

二、multiset 的介绍

2.1、multiset相关文档介绍

cplusplus.com/reference/set/multiset/?kw=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(log2)

7. multiset的作用：可以对元素进行排序

2.2、multiset的使用

 multiset的count和erase跟set相比有很大区别：

1、set.count(val)是如果找到val就返回1；因为multiset的数可以重复，multiset.count(val）找到val后返回multiset中有几个val。
2、set.erase(val)是找到要删除的val后，返回1；multiset.erase(val)找到要删除的val后返回val有几个，并且全删val。

这里我们对multiset进行一些测试：

void test2()
{
	multiset multiset;
	multiset.insert(4);
	multiset.insert(5);
	multiset.insert(2);
	multiset.insert(1);
	multiset.insert(1);
	multiset.insert(3);
	multiset.insert(3);
	multiset.insert(3);
	for (auto e : multiset)
	{
		cout << e << " ";   
	}
	cout << endl;
	set set(multiset.begin(), multiset.end());
	
 
	cout << multiset.erase(1) << endl;//2 返回删除的1的个数
	for (auto e : multiset)
	{
		cout << e << " ";  //2 3 3 3 4 5
	}
	cout << endl;
	cout << set.erase(4) << endl;//1 返回一个bool值，存在删除的值返回1
	for (auto e : multiset)
	{
		cout << e << " ";  //2 3 3 3 4 5
	}
	cout << endl;
	auto pos1 = multiset.find(3); //返回中序的第一个3的迭代器
	while (pos1 != multiset.end())
	{
		cout << *pos1 << " ";//3 3 3 4 5
		pos1++;
	}
}

三、Map的介绍

3.1、Map相关文档介绍

cplusplus.com/reference/map/map/?kw=map

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的使用

#include
#include

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

注意：在使用map时，需要包含头文件#include

map的迭代器 ：

map的容量与元素访问

        

注意：在元素访问时，有一个与operator[ ]类似的操作at()(该函数不常用)函数，都是通过

key找到与key对应的value然后返回其引用，不同的是：当key不存在时，operator[ ]用默认

value与key构造键值对然后插入，返回该默认value，at()函数直接抛异常。

map中元素的修改

map的key不允许被修改。

map中元素的查找

map可以用[ ]进行访问(不是下标访问，一定要注意）

mapped_type& operator[] (const key_type& k);

具体实现如下：

mapped_type& operator[] (const key_type& k)
{
	return (*((this->insert(make_pair(k, mapped_type()))).first)).second;
}

这个如果不好理解的话，看一下下面这个:

mapped_type& operator[] (const key_type& k)
{
    //1、调用insert返回迭代器区间
	pair ret = insert(make_pair(k, mapped_type()));
    //2、利用ret调用value值
	return ret.first->second;//return (*(ret.first)).second;
}

• 首先调用insert函数插入键值对返回迭代器ret
• 通过返回的迭代器ret调用元素值value。

在这里我们又分两种情况去处理：

1、如果k在map对象中，则插入失败，返回的bool类型为false，返回的迭代器为k所在结点的迭代器，而迭代器解引用*(ret.first)获得的就是pair，最后再通过pair访问到value值，整体可优化成ret.first->second，这里返回引用的好处为查找k对应v，修改k对应v。

2、如果k不在map对象中，则插入成功，返回的bool类型为true，返回的迭代器为新插入的k所在结点的迭代器位置，接着调用ret.first获得pair的迭代器，再通过->second获得value，这里返回引用的好处为插入和修改。

对Map的测试：

void test_map1()
{
	map dict;
	//dict.insert(pair("sort", "排序"));
	dict.insert(make_pair("sort", "排序"));
	dict.insert(make_pair("string", "字符串"));
	dict.insert(make_pair("count", "计数"));

	//map::iterator dit = dict.begin();
	auto dit = dict.begin();
	while (dit != dict.end())
	{
		cout << (*dit).first << ":" << (*dit).second << endl;
		++dit;
	}
	cout << endl;
}

void test_map2()
{
	map dict;
	//dict.insert(pair("sort", "排序"));
	dict.insert(make_pair("sort", "排序"));
	dict.insert(make_pair("string", "字符串"));
	dict.insert(make_pair("count", "计数"));
	dict.insert(make_pair("string", "(字符串)")); // 插入失败

	dict["left"];			// 插入
	dict["right"] = "右边"; // 插入+修改
	dict["string"] = "(字符串)"; // 修改
	cout << dict["string"] << endl; // 查找
	cout << dict["string"] << endl; // 查找


	//map::iterator dit = dict.begin();
	auto dit = dict.begin();
	while (dit != dict.end())
	{
		//cout << (*dit).first << ":" << (*dit).second << endl;
		cout << dit->first << ":" << dit->second << endl;

		++dit;
	}
	cout << endl;
}

void test_map3()
{
	string arr[] = { "西瓜", "西瓜", "苹果", "西瓜", "苹果", "苹果", "西瓜", "苹果", "香蕉", "苹果", "香蕉", "梨" };
	map countMap;
	//for (auto& e : arr)
	//{
	//	auto ret = countMap.find(e);
	//	if (ret == countMap.end())
	//	{
	//		countMap.insert(make_pair(e, 1));
	//	}
	//	else
	//	{
	//		ret->second++;
	//	}
	//}

	for (auto& e : arr)
	{
		countMap[e]++;
	}

	for (auto& kv : countMap)
	{
		cout << kv.first << ":" << kv.second << endl;
	}
}

//V& operator[](const K& key)
//{
//	pair ret = insert(make_pair(key, V()));
//	return ret.first->second;
//}

int main()
{
	test_map1();
    test_map2();
    test_map3();
	return 0;
}

【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(log2)

6. 支持[]操作符，operator[]中实际进行插入查找。

四、multiset的介绍

4.1、multiset相关文档介绍

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。

4.2、multimap的使用

1、map中的valuevalue是唯一的，不允许重复。multimap可以。

2、multimap中没有[ ]。因为它的key和value是一对多的关系，比如上面的苹果，那key是苹果，但是苹果出现了好几次，每一个都有一个value，那他到底返回哪一个呢？为啥map能返回呢，因为在map中每一个key(苹果）都对应一个自己的value,所以每次返回一个value.但是multimap是一个key有好几个value.

multimap测试：

void test7()
{
	multimap mlp1;
	mlp1.insert(make_pair("one", "一"));
	mlp1.insert(make_pair("two", "二"));
	mlp1.insert(make_pair("three", "三"));
	mlp1.insert(make_pair("four", "四"));
    mlp1.insert(make_pair("four", "四"));
	mlp1.insert(make_pair("spring", "五"));
    mlp1.insert(make_pair("spring", "五"));
 
	for (auto e : mlp1)
	{
		cout << e.first << ":" << e.second << endl;
	}
}
int main()
{
	test7();
}