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目录
1. 关联式容器
2. 键值对
3. set
3.1 set的介绍
3.2 set的使用
3.2.1 set的模板参数列表
3.2.2 set的构造
3.2.3 set的迭代器
3.2.4 set的容量
3.2.5 set的修改操作
3.2.6 其他接口
3.3 multiset的介绍
3.4 multiset的使用
4. map
4.1 map的介绍
4.2 map的使用
4.2.1 map的模板参数列表
4.2.2 map的构造
4.2.3 map的迭代器
4.2.4 map的容量
4.2.5 map的元素修改
4.2.6 map元素的访问
4.3 multimap的介绍 1. 关联式容器 在初阶阶段我们已经接触过STL中的部分容器比如vector、list、deque、forward_list(C11)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。那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key, value结构的键值对在数据检索时比序列式容器效率更高。 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valuekey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 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){}
}; 3. set 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set、multiset、map、multismap。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。 3.1 set的介绍 set文档介绍 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。 简而言之set是一个key模型的容器插入只需要插入key即可。 3.2 set的使用 3.2.1 set的模板参数列表 T: set中存放元素的类型实际在底层存储value, value的键值对。 Compareset中元素默认按照小于来比较。 Allocset中元素空间的管理方式使用STL提供的空间配置器管理 3.2.2 set的构造 函数声明功能介绍set (const Compare comp Compare(), const Allocator Allocator() );构造空的setset (InputIterator first, InputIterator last, const Compare comp Compare(), const Allocator Allocator() );用[first, last)区 间中的元素构造 setset ( const setKey,Compare,Allocator x);set的拷贝构造 3.2.3 set的迭代器 函数声明功能介绍iterator begin()返回set中起始位置元素的迭代器iterator end()返回set中最后一个元素后面的迭代器const_iterator cbegin() const返回set中起始位置元素的const迭代器const_iterator cend() const返回set中最后一个元素后面的const迭代器reverse_iterator rbegin()返回set第一个元素的反向迭代器即endreverse_iterator rend()返回set最后一个元素下一个位置的反向迭代器 即rbeginconst_reverse_iterator crbegin() const返回set第一个元素的反向const迭代器即cendconst_reverse_iterator crend() const返回set最后一个元素下一个位置的反向const迭 代器即crbegin 3.2.4 set的容量 函数声明功能介绍bool empty ( ) const检测set是否为空空返回true否则返回truesize_type size() const返回set中有效元素的个数 3.2.5 set的修改操作 函数声明功能介绍pairiterator,bool insert ( const value_type x )在set中插入元素x实际插入的是x, x构成的 键值对如果插入成功返回该元素在set中的 位置true,如果插入失败说明x在set中已经 存在返回x在set中的位置falsevoid erase ( iterator position )删除set中position位置上的元素size_type erase ( const key_type x )删除set中值为x的元素返回删除的元素的个数void erase ( iterator first, iterator last )删除set中[first, last)区间中的元素void swap ( setKey,Compare,Allocator st );交换set中的元素void clear ( )将set中的元素清空iterator find ( const key_type x ) const返回set中值为x的元素的位置size_type count ( const key_type x ) const返回set中值为x的元素的个数 set是类似于搜索二叉树的一个树形结构容器它是不支持对里面的数据进行修改的并且在插入节点的时候如果set原本就存在和这个一样的数据也是不能插入的所以set中的insert返回值是一个pairpair的first是一个迭代器表示指向插入的位置pair中的second是一个bool值表示是否插入成功。 void Test_set1()
{//排序去重setint s;s.insert(5);s.insert(2);s.insert(6);s.insert(1);s.insert(1);s.insert(2);//pairsetint::iterator, bool ret1 s.insert(5);auto ret1 s.insert(5);cout ret1.second endl;//删除存在的元素s.erase(5);for (auto e : s){cout e ;}cout endl;//找到了返回该元素的迭代器否则返回end的位置setint::iterator it s.find(2);if (it ! s.end()){s.erase(it);}for (auto e : s){cout e ;}cout endl;//查看一个元素在不在if (s.count(3)){cout 3在 endl;}else{cout 3不在 endl;}
} 3.2.6 其他接口 函数声明功能介绍 iterator lower_bound (const value_type val) const 返回大于等于val值位置的iteratoriterator upper_bound(const value_type val) const返回大于val值位置的iteratorpairiterator, iterator const value_type val) const返回等于val值的迭代器区间 void test_set2()
{setint myset;setint::iterator itlow, itup;for (int i 1; i 10; i){myset.insert(i * 10); // 10 20 30 40 50 60 70 80 90}itlow myset.lower_bound(30); // val值位置的iteratoritup myset.upper_bound(60); // val值位置的iteratormyset.erase(itlow, itup); // 10 20 70 80 90for (auto e : myset){cout e ;}cout endl;
}void test_set3()
{setint myset;for (int i 1; i 5; i){myset.insert(i * 10); // myset: 10 20 30 40 50}//pairsetint::const_iterator, setint::const_iterator ret;auto ret myset.equal_range(30);cout the lower bound points to: *ret.first \n; // valcout the upper bound points to: *ret.second \n; // val
} 注意 1. 与map/multimap不同map/multimap中存储的是真正的键值对key, valueset中只放value但在底层实际存放的是由value, value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。 3.3 multiset的介绍 multiset文档介绍 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value, value组成的键值对因此value本身就是keykey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value, value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7. multiset的作用可以对元素进行排序 3.4 multiset的使用 multiset的使用接口与set的使用接口是一样的只不过multiset可以允许存储在里面的数据重复那么相比于set这里的equal_range就有很大的用处了 void test_multiset()
{typedef multisetint::iterator It;int arr[] { 10,20,50,30,40,60,30,30 };multisetint s;for (auto e : arr){s.insert(e);}for (auto e : s){cout e ; //10 20 30 30 30 40 50 60}cout endl;std::pairIt, It ret s.equal_range(30); //找到等于val值的区间s.erase(ret.first, ret.second); //删除for (auto e : s){cout e ; // 10 20 40 50 60}cout endl;
} 还需要注意的是multiset中的find如果有多个相同的值返回的是第一个中序遍历得到的val的迭代器 4. map 4.1 map的介绍 map的文档介绍 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通常用于排序和唯一地标识元素而值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pairtypedef pairconst key, T 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))。 4.2 map的使用 4.2.1 map的模板参数列表 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。 4.2.2 map的构造 函数声明功能介绍map()构造一个空的mapmap (InputIterator first, InputIterator last, const Compare comp Compare(), const Allocator Allocator() );使用迭代器区间初始化mapconst map x拷贝构造 4.2.3 map的迭代器 函数声明功能介绍begin()和end()begin:首元素的位置end最后一个元素的下一个位置cbegin()和cend()与begin和end意义相同但cbegin和cend所指向的元素不 能修改rbegin()和rend()反向迭代器rbegin在end位置rend在begin位置其 和--操作与begin和end操作移动相反crbegin()和crend()与rbegin和rend位置相同操作相同但crbegin和crend所 指向的元素不能修改 4.2.4 map的容量 函数声明功能简介bool empty ( ) const检测map中的元素是否为空是返回 true否则返回falsesize_type size() const返回map中有效元素的个数 4.2.5 map的元素修改 函数声明功能简介pairiterator,bool insert ( const value_type x )在map中插入键值对x注意x是一个键值 对返回值也是键值对iterator代表新插入 元素的位置bool代表释放插入成功void erase ( iterator position )删除position位置上的元素size_type erase ( const key_type x )删除键值为x的元素void erase ( iterator first, iterator last )删除[first, last)区间中的元素void swap ( mapKey,T,Compare,Allocator mp )交换两个map中的元素void clear ( )将map中的元素清空iterator find ( const key_type x )在map中查找key为x的元素找到返回该元 素的位置的迭代器否则返回endconst_iterator find ( const key_type x ) const在map中查找key为x的元素找到返回该元 素的位置的const迭代器否则返回cendsize_type count ( const key_type x ) const返回key为x的键值在map中的个数注意 map中key是唯一的因此该函数的返回值 要么为0要么为1因此也可以用该函数来 检测一个key是否在map中 void test_map1()
{mapstring, string dirt;dirt.insert(std::pairstring, string(insert, 插入));dirt.insert(std::pairstring, string(erase, 删除));dirt.insert(std::pairstring, string(find, 查找));dirt.insert(std::pairstring, string(modify, 修改));dirt.insert(make_pair(left, 左边));dirt.insert(make_pair(right, 右边));for (auto e : dirt){cout e.first : e.second endl;}cout ------------ endl;auto it dirt.find(find);if (it ! dirt.end()){dirt.erase(it);}for (auto e : dirt){cout e.first : e.second endl;}
} 这里再插入的时候可以使用pair实例化传参也可以使用make_pair进行模板匹配传参两者都可以更推荐后者 4.2.6 map元素的访问 函数声明mapped_type operator[] (const key_type k)返回去key对应的value 我们来重点了解一下operator[]的使用 key_type就是在构造map时传递的第一个参数key这个值是不允许修改的。 mapped_type是与key对应的value这个值是可以允许修改的。 operator[]返回的是key对应的val那么这个返回的过程我们可以来具体的了解一下 可以看到operator[]与insert也有一定的关系所以我们来结合insert来一起研究一下 insert的返回值是一个pair插入成功和插入失败分别对应不同的迭代器那么在使用operator[]时肯定会有插入的成分所以在使用时要传递一个key类型的对象然后先进行插入插入成功返回key对应的val插入失败返回已有的key对应的val那么现在再来拆分一下它如何返回的。 了解到这里我们就可以通过operator[]接口来实现一些有用的操作了它的作用十分广泛接下来让我们一一了解 比如要统计一个数组中各各元素出现的次数 先来演示普通的写法使用map来进行统计先遍历这个数组如果该元素在map中已有存储那么只需要将它的second进行计数即可如果map中没有这个元素那么将该元素进行插入并将它的value设置为1即可。 void test_map2()
{//统计次数string arr[] { 苹果, 西瓜, 苹果, 西瓜, 苹果, 苹果, 西瓜, 苹果, 香蕉, 苹果, 香蕉 };mapstring, int countMap;//普通写法for (auto str : arr){//遍历string然后在map中进行查找auto ret countMap.find(str);if (ret ! countMap.end()){ret-second; //存在将value}else{countMap.insert(make_pair(str,1)); //不存在进行插入然后将value置为1}}for (auto kv : countMap){cout kv.first : kv.second endl;}
} 再来看看使用operator[]进行统计 void test_map2()
{//统计次数string arr[] { 苹果, 西瓜, 苹果, 西瓜, 苹果, 苹果, 西瓜, 苹果, 香蕉, 苹果, 香蕉 };mapstring, int countMap;//使用operator[]for (auto str : arr) //遍历string依次使用[]进行统计{countMap[str]; //返回的是value的值对其即可完成计数}for (auto kv : countMap){cout kv.first : kv.second endl;}
}使用operator[]可以看到代码简单了不少那么来简单的分析一下是怎么实现的首先operator[]返回的是key对应的value那么在这个场景中如果我们传递的是“苹果”那么首先会使用insert对“苹果”插入如果之前就存在“苹果”那么insert对应的返回值就是已经存在的“苹果”的位置然后将它对应的value返回如果不存在进行插入并且返回新插入的位置然后将它对应的value返回那么在这里再使用即可完成对次数的统计。 operator[]用处很多我们可以来用一下 void test_map3()
{mapstring, string dirt;dirt.insert(make_pair(left, 左)); //插入cout dirt[left] endl; // 查找dirt[right] 右; //插入修改dirt[left] 混合; //修改dirt[test]; //插入
} 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6. 支持[]操作符operator[]中实际进行插入查找。 4.3 multimap的介绍 multimap的文档介绍 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key,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 pairconst Key, T 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[]操作因为multimap是可以允许key重复的如果存在operator[]那么会造成数据的不清晰影响访问4. 使用时与map包含的头文件相同 朋友们、伙计们美好的时光总是短暂的我们本期的的分享就到此结束欲知后事如何请听下回分解~最后看完别忘了留下你们弥足珍贵的三连喔感谢大家的支持
