[C++]C++中的关联容器

关联容器

关联容器支持高效的关键字查找和访问，两个主要的关联容器是set和map。map中的元素是一些键值对(key-value)，关键字起着索引的作用，值则表示与索引相关联的数据，set中的元素只包含一个关键字。set支持高效的关键字查找操作，底层应该是用的哈希表来实现的。

C++标准库提供了8个关联容器，这8个容器的不同体现在三个维度上：

1. set或者map
2. 有序或者无序—有无unordered前缀
3. 允许或禁止重复关键字—有无multi前缀

本文重点介绍set和map，关于其他容器的相关内容可以查看C++的API

set与map的使用

使用map：

//统计每个单词在输入中出现的次数
map<string,size_t> word_count;  //新建map
string word;
while(cin>>word)
    ++word_count[word];    //将该单词所对应的次数加1
for(const auto &w:word_count)
    cout<<w.first<<" occurs "<<w.second<<((w.second>1)?" times":" time")<<endl;

需要注意，对于map的下标操作如果使用word_count[word]，在未找到word关键字的时候会添加一个关键字为word的元素，对其值进行初始化。如果使用word_count.at(word)，在未找到word关键字的时候会抛出一个out_of_range异常。

使用set：

//统计输入中每个单词出现的次数
map<string,size_t> word_count;
set<string> exclude={"The","But","And","Or","An"};
string word;
while(cin>>word)
    if(exclude.find(word)==exclude.end())   //当在set中未find时，返回尾迭代器
    ++word_count[word];

pair类和关联容器中额外的类型别名

pair类定义在头文件utility中，一个pair保存两个数据成员。类似于容器，pair是一个用来生成特定类型的模板。当创建一个pair的时候，我们必须提供两个类型名。

pair<string,size_t> word_count; //保存string和size_t

与其他的标准库类型不同，pair的数据成员是public的，两个成员分别命名为first和second，map中保存的元素就是pair类型的。

关联容器还定义了其他的类型，这些类型表示容器关键字和值的类型：

• key_type 容器的关键字类型
• mapped_type 每个关键字关联的类型，只适用于map
• value_type 对于set，与key_type相同，对于map，为pair<const key_type,mapped_type>

set<string>::value_type v1; //string
set<string>::key_type v2;  //string
map<string,int>::value_type v3; //pair<const string,int>
map<string,int>::key_type v4;   //string
map<string,int>::mapped_type v5;//int

关联容器的迭代器

当解引用一个关联容器的迭代器时，会得到一个类型为容器的value_type的值的引用。对map而言，value_type是一个pair类型，其first成员保存const的关键字，second成员保存值：

//获得指向word_count中一个元素的迭代器
auto map_it=word_count.begin();
//*map_it是指向一个pair<const string,size_t>对象的引用
cout<<map_it->first;
cout<<" "<<map_it->second;
map_it->first="new key";  //错误，关键字是const的
++map_it->second;   //值的元素是可以改变的

一个set中的关键字也是const的。可以用一个set来读取元素的值，但是不能修改：

set<int> iset={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
set<int>::iterator set_it=iset.begin();
if(set_it!=iset.end()){
    *set_it=42;   //错误，const的关键字不能修改
    cout<<*set_it<<endl;
}