C++标准模板库(STL):set/multiset和map/multimap

set/multiset(包含在set头文件中)和map/multimap(包含在map头文件中)都是关联型容器。

   关联型容器内部实现为一个二叉树,在二叉树中,每个元素都有一个父节点和两个子节点,左子树的所有元素都比自己小,右子树的所有元素的比自己大。正因为用了二叉树,使得它可以高效地查找容器中的每一个元素,但却不能实现任意位置的操作。


map 、multimap(映射和多重映射)

     map<K,T> 类模板定义在 map 文件头中,它定义了一个保存 T 类型对象的 map,每个 T 类型的对象都有一个关联的 K 类型的键。容器内对象的位置是通过比较键决定的。可以用适当的键值从 map 容器中检索对象。图 1 展示了一个用名称作为键的 map<K,T> 容器,对象是整数值,用来表示年龄。

      map存储无重复键的元素对,而multimap存储允许重复键值得元素对。

  • 创建对象

     map<T1,T2> m;       //创建一个空的map容器,T1是键,T2是值

     map<T1,T2,op> m;   //创建一个空的map容器,以op为准则排序

     map<T1,T2> m(begin,end);

     map<T1,T2,op> m(begin,end);

op为排序规则,默认为less<T>(升序),也可以自己设置为降序greater<T>,包含在functional头文件中。

	map<string, int> m;
	map<string, int, greater<string>()> m1;

    multimap和map一样,换个名字就行。

  • 元素的访问(map)

对于map容器,支持[]运算来通过键访问值,同时map函数也提供了at()函数。

例:m[key]    m.at(key)

由于multimap允许重复键值,所以不允许通过这种方式访问。

  • 统计容器大小(map和multimap)

       m.count(key);      //统计元素个数

       m.max_size();      //容器最大存储量

       m.size();               //容器大小 

    

  • 获取头尾迭代器和序列容器一样 
  • 插入和删除元素 
//3种插入操作	

map<string, int> m;
map<string, int, greater<string>> m1;
pair<string, int> p1("qw", 2);
m.insert(p1);
m.insert(make_pair("sd", 6));
m["er"] = 1;                    //如果存在er这个键就修改该值,不存在则是创建。
cout << m["qw"] << endl;
//删除

m.erase(key);  //删除键值为key的元素对

应用

#include <iostream>
#include <map>
#include <string>
#include<functional>
using namespace std;
void print(map<string,int,greater<string>> m)
{
	pair<string,int> p;
	for(auto it=m.begin();it!=m.end();it++)
	{
		p=(pair<string,int>)*it;
		cout<<p.first<<"->"<<p.second<<endl;
	}
}
int main()
 {
    map<string,int,greater<string>> m;
    m["one"]=1;
    m["error"]=0;
    pair<string,int> p("two",2);
    m.insert(make_pair("three",3));
    m.insert(p);
    m.erase("error");
    print(m);
	return 0;
}


set/multiset(集合和多重集合)

除了没有单独的键,set 容器和 map 容器很相似。

  • 创建对象

       因为和map相比少了键,所以除了键和map的定义方式一样。

       set<char,greater<char>> s1;

  • 集合的大小

       s.max_size();      //容器最大存储量

       s.size();               //容器大小 

       s.empty();           //判断容器是否为空

       s.count();            //统计元素

  • 查找元素

s.find(elem);  

返回该元素的迭代器。如果没有找到该元素,则指向最后一个元素的下一个元素,即end()。

  • 插入元素

和map的一模一样,只不过插入的是一个值,而不是(键-值)。

不同的是insert(elem)会返回pair<set<T>::iterator,bool>对象,第一个参数是指向插入位置的迭代器,第二个参数是代表是否插入成功,因为set容器不循序重复的元素。

	pair<set<int>::iterator, bool> p = s.insert(2);
	if (p.second == true)
		cout << endl << "插入成功" << endl;
	else
		cout << endl << "插入失败" << endl;
  • 删除元素

s.erase(elem);  


map和unordered_map的比较

  • map

优点: 
有序性,这是map结构最大的优点,其元素的有序性在很多应用中都会简化很多的操作 
map底层是以红黑树的数据结构实现的,支持的搜索,插入,删除都是O(logn)的时间复杂度。

缺点: 
空间占用率高,因为map内部实现了红黑树,虽然提高了运行效率,但是因为每一个节点都需要额外保存父节点、孩子节点和红/黑性质,使得每一个节点都占用大量的空间

适用处:对于那些有顺序要求的问题,用map会更高效一些

  • unordered_map:

优点:   因为内部实现了哈希表,因此其查找速度非常的快 
缺点:   哈希表的建立比较耗费时间 
适用处:对于查找问题,unordered_map会更加高效一些,因此遇到查找问题,常会考虑一下用unordered_map

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