技術標籤：C++資料結構c++演算法mapset

文章目錄

• 1.關聯式容器
• 2.鍵值對
• 3. 樹形結構的關聯式容器
• • 3.1 set
  • • 3.1.1 set的介紹
    • 3.1.2 set的使用
  • 3.2 map
  • • 3.2.1 map的介紹
    • 3.2.2 map的使用
  • 3.3 multiset
  • • 3.3.1 multiset的介紹
    • 3.3.2 multiset的使用
  • 3.4 multimap
  • • 3.4.1 multimap的介紹
    • 3.4.2 multimap的使用

1.關聯式容器

我們已經接觸過STL中的部分容器，比如：vector、list、deque、forward_list(C++11)等，這些容器統稱為序列式容器，因為其底層為線性序列的資料結構，裡面儲存的是元素本身。那什麼是關聯式容器？它與序列式容器有什麼區別？

2.鍵值對

用來表示具有一一對應關係的一種結構，該結構中一般只包含兩個成員變數key和value，key代表鍵值，value表示與key對應的資訊。比如：現在要建立一個英漢互譯的字典，那該字典中必然有英文單詞與其對應的中文含義，而且，英文單詞與其中文含義是一一對應的關係，即通過該應該單詞，在詞典中就可以找到與其對應的中文含義。

SGI-STL中關於鍵值對的定義：

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. 樹形結構的關聯式容器

根據應用場景的不桶，STL總共實現了兩種不同結構的管理式容器：樹型結構與雜湊結構。樹型結構的關聯式容器主要有四種：map、set、multimap、multiset。這四種容器的共同點是：使用平衡搜尋樹(即紅黑樹)作為其底層結果，容器中的元素是一個有序的序列。下面一依次介紹每一個容器。

3.1 set

3.1.1 set的介紹

set文件介紹
大致總結為以下幾點：

1. set是按照一定次序儲存元素的容器；
2. 在set中，元素的value也標識它(value就是key，型別為T)，並且每個value必須是唯一的。set中的元素不能在容器中修改(元素總是const)，但是可以從容器中插入或刪除它們；
3. 在內部，set中的元素總是按照其內部比較物件(型別比較)所指示的特定嚴格弱排序準則進行排序；
4. set容器通過key訪問單個元素的速度通常比unordered_set容器慢，但它們允許根據順序對子集進行直接迭代；
5. set在底層是用二叉搜尋樹(紅黑樹)實現的。

3.1.2 set的使用

1.set的模板引數列表

T: set中存放元素的型別，實際在底層儲存<value, value>的鍵值對
Compare:set中元素預設按照小於來比較
Alloc:set中元素空間的管理方式，使用STL提供的空間配置器管理

2.set的構造

set (const Compare& comp = Compare(), const Allocator& =
Allocator() );//構造空的set

set (InputIterator first, InputIterator last, const Compare&
comp = Compare(), const Allocator& = Allocator() );//用[first, last)區間中的元素構造set

set ( const set<Key,Compare,Allocator>& x);//set的拷貝構造

3.set的迭代器

iterator begin() //返回set中起始位置元素的迭代器

iterator end() //返回set中最後一個元素後面的迭代器

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中最後一個元素後面的const迭代器

reverse_iterator rbegin() //返回set第一個元素的反向迭代器，即end

reverse_iterator rend() //返回set最後一個元素下一個位置的反向迭代器，即rbegin

const_reverse_iterator crbegin() const //返回set第一個元素的反向const迭代器，即cend

const_reverse_iterator crend()const//返回set最後一個元素下一個位置的反向const迭代器，即crbegin

4.set的容量

bool empty ( ) const 檢測set是否為空，空返回true，否則返回true

size_type size() const 返回set中有效元素的個數

5.set修改操作

pair<iterator,bool> insert (const value_type& x )//在set中插入元素x，實際插入的是<x, x>構成的鍵值對，如果插入成功，返回<該元素在set中的位置true>,如果插入失敗，說明x在set中已經存在，返回<x在set中的位置，false>

void erase ( iterator position ) //刪除set中position位置上的元素

size_type erase ( const key_type& x ) //刪除set中值為x的元素，返回刪除的元素的個數

void erase ( iterator first,iterator last ) //刪除set中[first, last)區間中的元素

void swap (set<Key,Compare,Allocator>&st );//交換set中的元素

void clear ( ) //將set中的元素清空

iterator find ( constkey_type& x ) const //返回set中值為x的元素的位置

size_type count ( const key_type& x ) const //返回set中值為x的元素的個數

3.2 map

3.2.1 map的介紹

map文件
大致總結為以下幾點：

1. map是關聯容器，它按照特定的次序(按照key來比較)儲存由鍵值key和值value組合而成的元素；
2. 在map中，鍵值key通常用於排序和惟一地標識元素，而值value中儲存與此鍵值key關聯的內容。鍵值key和值value的型別可能不同，並且在map的內部，key與value通過成員型別value_type繫結在一起，為其取別名稱為pair:typedef pair value_type;
3. 在內部，map中的元素總是按照鍵值key進行比較排序的；
4. map中通過鍵值訪問單個元素的速度通常比unordered_map容器慢，但map允許根據順序對元素進行直接迭代(即對map中的元素進行迭代時，可以得到一個有序的序列)；
5. map支援下標訪問符，即在[]中放入key，就可以找到與key對應的value；
6. map通常被實現為二叉搜尋樹(更準確的說：平衡二叉搜尋樹(紅黑樹))。

3.2.2 map的使用

1.map的模板引數說明

key: 鍵值對中key的型別
T： 鍵值對中value的型別
Compare: 比較器的型別，map中的元素是按照key來比較的，預設情況下按照小於來比較，一般情況下(內建型別元素)該引數不需要傳遞，如果無法比較時(自定義型別)，需要使用者自己顯式傳遞比較規則(一般情況下按照函式指標或者仿函式來傳遞)
Alloc：通過空間配置器來申請底層空間，不需要使用者傳遞，除非使用者不想使用標準庫提供的空間配置器
注意：在使用map時，需要包含標頭檔案。

2.map的構造

map() //構造一個空的map 

3.map的迭代器

begin()和end() //begin:首元素的位置，end最後一個元素的下一個位置

cbegin()和cend() //與begin和end意義相同，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--操作與begin和end操作移動相反

crbegin()和crend() //與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.map的容量與元素訪問

bool empty ( ) const //檢測map中的元素是否為空，是返回true，否則返回false

size_type size() const //返回map中有效元素的個數

mapped_type& operator[] (const key_type& k) //返回去key對應的value

5.map中元素的修改

pair<iterator,bool> insert (const value_type& x )//在map中插入鍵值對x，注意x是一個鍵值對，返回值也是鍵值對：iterator代表新插入元素的位置，bool代表釋放插入成功

void erase ( iterator position ) //刪除position位置上的元素

size_type erase ( const key_type& x ) //刪除鍵值為x的元素

void erase ( iterator first,iterator last ) //刪除[first, last)區間中的元素

void swap (map<Key,T,Compare,Allocator>&mp )//交換兩個map中的元素

void clear ( ) //將map中的元素清空

iterator find ( const key_type& x)//在map中插入key為x的元素，找到返回該元素的位置的迭代器，否則返回end

const_iterator find ( const key_type& x ) const//在map中插入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中的個數，注意map中key是唯一的，因此該函式的返回值要麼為0，要麼為1，因此也可以用該函式來檢測一個key是否在map中

3.3 multiset

3.3.1 multiset的介紹

multiset文件介紹
大致總結為以下幾點：

1. multiset是按照特定順序儲存元素的容器，其中元素是可以重複的;
2. 在multiset中，元素的value也會識別它(因為multiset中本身儲存的就是<value, value>組成的鍵值對，因此value本身就是key，key就是value，型別為T). multiset元素的值不能在容器中進行修改(因為元素總是const的)，但可以從容器中插入或刪除;
3. 在內部，multiset中的元素總是按照其內部比較規則(型別比較)所指示的特定嚴格弱排序準則進行排序;
4. multiset容器通過key訪問單個元素的速度通常比unordered_multiset容器慢，但當使用迭代器遍歷時會得到一個有序序列;
5. multiset底層結構為二叉搜尋樹(紅黑樹)。

3.3.2 multiset的使用

#include <set>
void TestSet()
{
    int array[] = { 2, 1, 3, 9, 6, 0, 5, 8, 4, 7 };

    // 注意：multiset在底層實際儲存的是<int, int>的鍵值對
    multiset<int> s(array, array + sizeof(array)/sizeof(array[0]));
    for (auto& e : s)
    cout << e << " ";
    cout << endl;
    return 0;
}

其他介面介面與set相同,可參考set。

3.4 multimap

3.4.1 multimap的介紹

multimap文件介紹
大致總結為以下幾點：

1. Multimaps是關聯式容器，它按照特定的順序，儲存由key和value對映成的鍵值對<key, value>，其中多個鍵值對之間的key是可以重複的；
2. 在multimap中，通常按照key排序和惟一地標識元素，而對映的value儲存與key關聯的內容。key和value的型別可能不同，通過multimap內部的成員型別value_type組合在一起，value_type是組合key和value的鍵值對:typedef pair<const Key, T> value_type;
3. 在內部，multimap中的元素總是通過其內部比較物件，按照指定的特定嚴格弱排序標準對key進行排序的；
4. multimap通過key訪問單個元素的速度通常比unordered_multimap容器慢，但是使用迭代器直接遍歷multimap中的元素可以得到關於key有序的序列；
5. multimap在底層用二叉搜尋樹(紅黑樹)來實現。

3.4.2 multimap的使用

multimap中的介面可以參考map，功能都是類似的。