文章目錄

• 關(guān)聯(lián)式容器
• 鍵值對(duì)
• set
• • 基本介紹
  • set的模板參數(shù)列表
  • set的構(gòu)造
  • set的迭代器
  • set的修改操作
• map
• • 基本介紹
  • map的模板參數(shù)說(shuō)明
  • map的構(gòu)造
  • map的迭代器
  • map的元素訪問(wèn)
  • map中元素的修改
  • map總結(jié)

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STL中的容器分為兩大類：序列式容器和關(guān)聯(lián)式容器。
序列式容器有vector、list、deque、forward_list等，為什么他們被稱為序列式容器呢？因?yàn)樗麄兊牡讓訛榫€性序列的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，里面存儲(chǔ)的是元素本身。關(guān)聯(lián)式容器也是用來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的，與序列式容器不同的是，其里面存儲(chǔ)的是結(jié)構(gòu)的鍵值對(duì)，在數(shù)據(jù)檢索時(shí)比序列式容器的效率更高。

鍵值對(duì)

鍵值對(duì)用來(lái)表示具有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系的一種結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)中一般只包含兩個(gè)成員變量key和value，key代表鍵值，value表示與key對(duì)應(yīng)的信息。

SGI-STL中關(guān)于鍵值對(duì)的定義：

struct pair
{typedef T1 first_type;
	
	typedef T2 second_type;
	T1 first;
	T2 second;
	pair():first(T1()),second(T2())//零初始化
	{}
	pair(const T1& a,const T2& b):first(a),first(b)
	{}
};

有下面這幾種方法來(lái)構(gòu)造鍵值對(duì)：

int main()
{pairv;//v被定義為鍵值對(duì)類型，那就有了兩個(gè)成員變量
	v.first = 1;
	v.second = "hello";
	cout<< v.first<< " : "<< v.second<< endl;//1 : hello

	pairv1(2, "Linux");
	cout<< v1.first<< " : "<< v1.second<< endl;//2 : Linux

	v = v1;
	cout<< v.first<< " : "<< v.second<< endl;//2 : Linux

	pairv2 = make_pair(3, "C++");
	cout<< v2.first<< " : "<< v2.second<< endl;//3 : C++
	return 0;
}

set 基本介紹

• set是按照一定次序存儲(chǔ)元素的容器。
• 在set中，元素的value也標(biāo)識(shí)它，value就是key，類型為T，并且每個(gè)value必須是唯一的。set中的元素不能在容器中修改，但是可以在容器中進(jìn)行插入和刪除。
• set容器通過(guò)key訪問(wèn)單個(gè)元素的速度通常比unordered_set容器慢，但是它們?cè)试S根據(jù)順序?qū)ψ蛹M(jìn)行直接迭代。
• set在底層是用紅黑樹(shù)實(shí)現(xiàn)的。

注意：

• 與map不同，map中存儲(chǔ)的是真正的鍵值對(duì)，set中只放value，但是在底層實(shí)際存放是由構(gòu)成的鍵值對(duì)。
• set中插入元素時(shí)，只需要插入value即可，不需要構(gòu)造鍵值對(duì)。
• set中的元素不可以重復(fù)
• 使用set的迭代器遍歷set中的元素，可以得到有序序列
• set中的元素默認(rèn)按照小于來(lái)比較
• set中查找某個(gè)元素，時(shí)間復(fù)雜度為以2為底n的對(duì)數(shù)。
• set中的元素不允許修改

驗(yàn)證set中的元素默認(rèn)按照小于進(jìn)行排序：

void main()
{vectoriv = {8,5,3,7,6,4,2,9,1 };

	setis(iv.begin(), iv.end());

	for (const auto &e : is)
		cout<< e<< " ";//1 2 3 4 5 6 7 8 9
	cout<< endl;
}

如果想要從大到小排序，則在構(gòu)造的時(shí)候加上greater：

void main()
{vectoriv = {8,5,3,7,6,4,2,9,1 };

	set>is(iv.begin(), iv.end());

	for (const auto &e : is)
		cout<< e<< " ";//9 8 7 6 5 4 3 2 1
	cout<< endl;
}

set的模板參數(shù)列表

template, class Alloc = allocator>class set;

T：set中存放元素的類型，實(shí)際在底層存儲(chǔ)的鍵值對(duì)
Compare：set中元素默認(rèn)按照小于來(lái)比較
Alloc：set中元素空間的管理方式，使用STL提供的空間配置器。

set的構(gòu)造

void main()
{sets1;//構(gòu)造空的set
	int ar[] = {8,5,3,7,6,4,2,9,1 };
	int n = sizeof(ar) / sizeof(ar[0]);
	sets2(ar, ar + n);//用(first,last)區(qū)間中的元素構(gòu)造set
	vectorvi = {8,5,3,7,6,4,2,9,1 };
	sets3(vi.begin(), vi.end());//用(first,last)區(qū)間中的元素構(gòu)造set
	s1 = s3;//拷貝構(gòu)造
}

set的迭代器

set的修改操作

函數(shù)聲明	功能
pairinsert ( const value_type& x )	在set中插入元素x，實(shí)際插入的是構(gòu)成的鍵值對(duì)，如果插入成功，返回<該元素在set中的位置，true>，如果插入失敗，說(shuō)明x在set中已經(jīng)存在，返回
size_type erase ( const key_type& x )	刪除set中值為x的元素，返回被刪除的元素的個(gè)數(shù)
void erase ( iterator position )	刪除set中position位置上的元素
void erase ( iterator first, iterator last )	刪除set中(first,last)區(qū)間中的元素
size_type count ( const key_type& x ) const	返回set中值為x的元素的個(gè)數(shù)
void swap ( set&st)	交換set中的元素

swap代碼驗(yàn)證：

void main()
{vectoriv = {8,5,3,7,6,4,2,9,1 };
	setis(iv.begin(), iv.end());

	vectoriv1 = {6,7,8,3 };
	setis1(iv1.begin(), iv1.end());
	is1.swap(is);
}

void main()
{vectoriv = {8,5,3,7,6,4,2,9,1 };
	setis(iv.begin(), iv.end());

	auto res = is.lower_bound(7);//>=7
	//auto res = is.upper_bound(6);//>6
	cout<< *res<< endl;
}

map 基本介紹

• map是關(guān)聯(lián)式容器，按照特定次序(按照key來(lái)進(jìn)行比較)存儲(chǔ)由鍵值key和值value組合而成的元素
• 在map中，鍵值key通常用于排序和唯一的標(biāo)識(shí)元素，而值value中存儲(chǔ)與鍵值key關(guān)聯(lián)的內(nèi)容。鍵值key和值value的類型可能不同，并且在map的內(nèi)部，key與value通過(guò)成員類型value_type綁定在一起，為其取別名稱為pair。

typedef pair value_type;

• 在內(nèi)部，map中的元素總是按照鍵值key進(jìn)行比較排序的。
• map中通過(guò)鍵值訪問(wèn)單個(gè)元素的速度通常比unordered_map容器慢，但map允許根據(jù)順序?qū)υ剡M(jìn)行直接迭代。
• map支持下標(biāo)訪問(wèn)符，即在[]中放入key，就可以得到與key對(duì)應(yīng)的value。
• map底層通常被實(shí)現(xiàn)為紅黑樹(shù)。

map的模板參數(shù)說(shuō)明

template,//比較器的類型
	class Alloc = allocator>//通過(guò)空間配置器來(lái)申請(qǐng)底層空間
>class map;

map的構(gòu)造

void main()
{mapismap;
	mapismap = {{5,"Student"},{2,"Teacher"},{4,"Job"} };
}

map的迭代器

map的元素訪問(wèn)

函數(shù)聲明	功能
size_type size() const	返回map中有效元素的個(gè)數(shù)
mapped_type& operator[] (const key_type&k)	返回key對(duì)應(yīng)的value

void main()
{mapismap = {{5,"Student"},{2,"Teacher"},{4,"Job"} };
	cout<< ismap.size()<< endl;//3
	cout<< ismap.at(4)<< endl;//Job
	cout<< ismap[4]<< endl;//Job
	cout<< ismap[8]<< endl;//""
 	//cout<< ismap.at(9)<< endl;//會(huì)拋出異常
}

在元素訪問(wèn)時(shí)，at函數(shù)和operator[]都能通過(guò)key找到與key對(duì)應(yīng)的value然后返回其引用，不同的是：當(dāng)key不存在時(shí)，operator[]用默認(rèn)value和key構(gòu)造鍵值對(duì)然后插入，返回該默認(rèn)value，at()函數(shù)直接拋出異常。

map中元素的修改

函數(shù)聲明	功能
pairinsert ( const value_type& x )	在map中插入鍵值對(duì)x，返回值也是一個(gè)鍵值對(duì)，iterator代表新插入元素的位置，bool代表是否插入成功
size_type erase ( const key_type& x )	刪除值為x的元素
void erase ( iterator position )	刪除position位置上的元素
void erase ( iterator first, iterator last )	刪除(first,last)區(qū)間中的元素
size_type count ( const key_type& x ) const	返回set中值為x的元素的個(gè)數(shù)
void swap ( set&st)	交換set中的元素
const_iterator find ( const key_type& x )const	在map中查找key為x的元素，找到返回該元素的位置的const迭代器，否則返回cend
size_type count ( const key_type& x ) const	返回key為x的鍵值在map中的個(gè)數(shù)，注意map中key是唯一的，因此該函數(shù)的返回值要么為0，要么為1，因此可以用來(lái)檢測(cè)一個(gè)key是否在map中

查找和插入：

void main()
{//2 4 5 8
	mapismap = {{5,"Student"},
	{2, "Teacher"}, {8, "Study"}, {4, "Job"} };

	auto pos = ismap.find(8);//查找，找到返回該元素的迭代器
	cout<< pos->first<< " : "<< pos->second<< endl;
	
	pairv = {1,"abc" };
	ismap.insert(pos, v);//插入，pos表示新插元素的位置

	cout<< pos->first<< " : "<< pos->second<< endl;

	for (const auto& e : ismap)
		cout<< e.first<< " : "<< e.second<< endl;
}

map總結(jié)

• map中的元素是鍵值對(duì)
• map中的key是唯一的，并且不能修改
• 默認(rèn)按照小于的方式對(duì)key進(jìn)行比較
• map中的元素如果用迭代器去遍歷，可以得到一個(gè)有序的序列
• map底層為紅黑樹(shù)，查找效率較高為以2為底n的對(duì)數(shù)
• 支持[]操作符，operator[]在實(shí)際中進(jìn)行查找操作

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網(wǎng)頁(yè)題目：【C++】關(guān)聯(lián)式容器-map和set-創(chuàng)新互聯(lián)
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