C++map和set的应用(详解)

目录

一、关联式容器

二、键值对

三、set

四、multiset

五、map

六、multimap


一、关联式容器

二、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

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)
{}
};

三、set

a.set是按照一定次序存储元素的容器,这种次序使用set的迭代器遍历set中的元素,可以得到有序序列

注:与map/multimap不同,map/multimap中存储的是真正的键值对<key, value>,set中只放value,但在底层实际存放的是由<value, value>构成的键值对

b.在set中,元素的value也标识它(value就是key,类型为T),set中插入元素时,只需要插入value即可,不需要构造键值对,并且每个value必须是唯一的(可以使用set进行去重)

注:set中的元素不能在容器中修改(元素总是const,修改无法保证数据的次序),但是可以从容器中插入或删除它们

c.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注:默认按照小于来比较,中序遍历后为升序序列

d.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

e.set在底层是用二叉搜索树(红黑树)实现的

构造set 

void testset1()
{
	set<int> set1;//空构造
	int num[] = { 4,5,1,8,2,4,6,3 };
	set<int> set2(num, num+sizeof(num)/sizeof(num[0]));//对于数组使用原生指针构造
	set<int> set3(set2);//拷贝构造
	// 范围for打印,从打印结果中可以看出:set可去重
	for (auto& e : set3)
		cout << e << " ";
	cout << endl;
}
void testset2()
{
	int num[] = { 4,5,1,8,2,4,6,3 };
	set<int> set1(num, num + sizeof(num) / sizeof(num[0]));//对于数组使用原生指针构造
	// 范围for打印,从打印结果中可以看出:set可去重
	for (auto& e : set1)
		cout << e << " ";
	cout << endl;
	//迭代器正向遍历
	auto it1 = set1.begin();
	while (it1 != set1.end())
	{
		cout << *it1 << " ";
		it1++;
	}
	cout << endl;
	//迭代器反向遍历
	auto it2 = set1.rbegin();
	while (it2 != set1.rend())
	{
		cout << *it2 << " ";
		it2++;
	}
}
 set的容量:

set的修改:
void testset3()
{
	int num[] = { 1,8,4,5,3,9,2,6,7,4,5 };
	set<int> set;
	for (int e : num)//插入
	{
		auto ret=set.insert(e);
		if (ret.second == false)
			cout << e << "插入失败" << endl;
	}
	for (auto& e : set)//遍历
		cout << e << " ";
	cout << endl;
	cout << "count 5:" << set.count(5) << endl;
	set.erase(set.find(8));//删除
	for (auto& e : set)
		cout << e << " ";
	cout << endl;
}

四、multiset

multiset容器与set容器实现和接口基本一致,唯一区别就是,multiset允许键值冗余,即multiset容器当中存储的元素是可以重复的

注意:对于find来说multiset返回底层搜索树中序的第一个键值为key的元素的迭代器

void TestMSet()
{
	int array[] = { 2, 1, 2, 1, 6, 0, 1, 6, 4, 7 };
	// 允许键值冗余
	multiset<int> s(array, array + sizeof(array) / sizeof(array[0]));
	for (auto& e : s)
		cout << e << " ";
	cout << endl;
}

五、map

a. 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

b.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;

c.在内部map中的元素总是按照键值key进行比较排序以及查找

d.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)

e.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(这里是在insert上的一个封装)

f.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)

void testmap1()
{
	map<int, int> map1;//空构造
	int num[] = { 1,5,9,4,8,2,3,1,5,4,5,7 };
	for (auto e : num)
	{
		map1.insert(make_pair(e,e));
	}
	map<int, int> map2(map1.begin(),map1.end());//迭代区间构造
	map<int, int> map3(map2);//拷贝构造
	for (auto& e : map3)
	{
		cout << e.first << ":" << e.second << endl;
	}
}

map的迭代器:

 

void testmap2()
{
	map<int, int> map1;//空构造
	int num[] = { 1,5,9,4,8,2,3,1,5,4,5,7 };
	for (auto e : num)
	{
		//map1.insert(pair<int,int>(e, e));
		map1.insert(make_pair(e, e));//等同于
	}
	//迭代器正向遍历
	auto it1 = map1.begin();
	while (it1 != map1.end())
	{
		//cout << (*it1).first << ":"<<(*it1).second<<endl;
		cout << it1->first << ":"<<it1->second<<endl;//等同于
		it1++;
	}
	//迭代器反向遍历
	auto it2 = map1.rbegin();
	while (it2 != map1.rend())
	{
		cout << it2->first << ":" << it2->second << endl;//等同于
		it2++;
	}
}

六、multimap

 multimap容器与map容器的底层实现以及成员函数的接口都是基本一致,区别是multimap允许键值冗余,即multimap容器当中存储的元素是可以重复的

  1. 对于find来说multimap返回底层搜索树中序的第一个键值为key的元素的迭代器

  2. 由于multimap容器允许键值冗余,调用[ ]运算符重载函数时,应该返回键值为key的哪一个元素的value的引用存在歧义,因此在multimap容器当中没有实现[ ]运算符重载函数

void testMmap()
{
	multimap<int, string> mm;
	//允许键值冗余
	mm.insert(make_pair(2, "two"));
	mm.insert(make_pair(2, "double"));
	mm.insert(make_pair(2, "2"));
	mm.insert(make_pair(2, "second"));
	mm.insert(make_pair(1, "one"));
	mm.insert(make_pair(3, "three"));
	for (auto e : mm)
	{
		cout << e.first << ":" << e.second << endl;
	}
	cout << endl;
	//从第一个2找起,遍历到最后一个
	auto pos = mm.find(2);
	while (pos != mm.end() && pos->first == 2)
	{
		cout << pos->first << ":" << pos->second << endl;
		pos++;
	}
}

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