STL库：set和map的使用和原理

set和map是C++标准库中的关联容器，它们中的所有元素都会根据元素的键值（key）自动被排序，又由于红黑树（RB-tree）是一种平衡二叉搜索树，自动排序效果非常好，所以标准的STL中的set和map容器都是以红黑树（RB-tree）为底层机制，又由于map和set所开放的各种操作接口，RB-tree也提供了，所以它们几乎所有的操作行为，都只是转调RB-tree的操作行为。

set介绍：set是存储已排序的无重复的元素，它有过滤重复功能，它元素的键值（key）就是实值（value），实值就是键值，所以set的迭代器不能改变其元素值，否则会严重破坏其set有序的组织，所以其迭代器被定义为底层RB-tree的const_iterator,杜绝写入操作。

set源码：

template< class Key,
	      class Compare = less<Key>,  //缺省情况下采用递增排序
		  class Alloc = alloc>
class set;

set几个重要操作行为接口：

首先要了解接口各元素类型：

其中pair是一个结构体，定义如下：

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) {}
}

在上插入返回值pair<iterator,bool>则代表插入时第一个返回迭代器即插入位置，第二个插入成功则返回true,插入失败返回false.

使用练习：

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <set>
using namespace std;
void TestSet()
{
	set<int> s;
	//insert使用
	for(size_t i=0;i<5;++i)
		s.insert(i);
	pair<set<int>::iterator,bool> ret=s.insert(3);
	if(ret.second==false)
	{
		s.insert(ret.first,7);
		s.insert(ret.first,5);
		s.insert(ret.first,8);
		s.insert(ret.first,9);
	}
	int arr[]={10,1,9,11,6,13,14};
	s.insert(arr,arr+7);
	set<int>::iterator it;
	for (it=s.begin(); it!=s.end(); it++)
        cout << " " << *it;
    cout << endl;

	//erase与find使用
	s.erase(0);
	s.erase(14);
	it=s.find(7);
	s.erase(it);
	s.erase(s.find(8));
	it=s.begin();
	++it;
	s.erase(it,s.find(4));
	for (it=s.begin(); it!=s.end(); it++)
        cout << " " << *it;
    cout << endl;

}
int main()
{
	TestSet();
	system("pause");
	return 0;
}

运行结果：

map介绍：map的所有元素为pair,同时拥有实值（value）和键值（key），pair第一元素为键值，第二元素为实值，它不允许两个元素拥有相同的键值，其中可以通过map迭代器修改其元素实值（value）,但不能修改键值（key）,会破坏map有序组织。

map源码：其中Key为键值（key）类型，T为实值（value）类型

template <class Key,class T,
          class Compare = less<Key>, //缺省采用递增排序
		  class Alloc = alloc>
class map;

map几个重要操作行为接口：

接口各元素类型：

operator[]实现原理：返回实值（value）的引用

使用练习：

void TestMap()
{
	map<char,int> m;
	//inset使用
	m.insert(pair<char,int> ('a',10));
	m.insert(pair<char,int> ('b',10));
	m.insert(pair<char,int> ('d',20));
	m.insert(pair<char,int> ('c',30));
	pair<map<char,int>::iterator,bool> ret=m.insert(pair<char,int> ('d',40));
	if(ret.second==false)
	{
		cout<<"Key:"<<ret.first->first<<" value:"<<ret.first->second;
		cout<<endl;
	}
	map<char,int>::iterator it=m.begin();
	++it;
	m.insert(it,pair<char,int>('f',40));
	m.insert(it,pair<char,int> ('e',10));
	for ( it=m.begin() ; it != m.end(); it++ )
		cout << (*it).first << " :: " << (*it).second << endl;

	//erase使用
	it=m.begin();
	++it;
	++it;
	++it;
    m.erase (it); 
	m.erase('e');
	it=m.begin();
	map<char,int>::iterator it2=m.end();
	--it2;
    m.erase ( it, it2 ); 
	cout<<endl<< "erase使用：";
	for ( it=m.begin() ; it != m.end(); it++ )
		cout <<(*it).first << " :: " << (*it).second << endl;
	
	//operator[]使用
	m['a']=10;
	m['b']=20;
	m['c']=30;
	m['d']=40;
	m['e']=50;
	m['f']=60;
	it2=m.find('f');
	m.erase(it2);
	cout<<endl;
	for ( it=m.begin() ; it != m.end(); it++ )
	{
		cout << (*it).first << " :: " << (*it).second << endl;
	}
}

运行结果：