【C++】map和set

map和set

关联式容器

前面了解过的vector，list，string等容器都是序列式容器，存储的都是元素本身，底层都是线性的数据结构。

而map和set存储的都是<key,value> 的键值对，在进行数据检索时效率更高

STL中对键值对的定义：

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)
{}
};

set

文档：https://legacy.cplusplus.com/reference/set/set/?kw=set

set介绍

• 查找：set的底层是红黑树，存储键值对，中序遍历结果是有序的，默认从小到大排序，查找的时间复杂度是$lo{g}_{2}n$
• 去重：除了排序，set还有去重的功能。
• 底层1：set存储的实际上是**<value,value>结构**，map才是真正的<key,value>
• 底层2：**set的key值不能修改，因为迭代器底层都是const迭代器。**但是可以插入和删除。

set的函数测试代码

void test_set1()
{// 排序+去重set<int> s;s.insert(3);s.insert(3); s.insert(3);s.insert(5);s.insert(8);s.insert(7);for (auto e : s){cout << e << " ";}cout << endl;//3 5 7 8if (s.find(5) != s.end()){cout << "找到了" << endl;}if (s.count(5)){cout << "找到了" << endl;}std::set<int> myset;std::set<int>::iterator itlow, itup;for (int i = 1; i < 10; i++)myset.insert(i * 10); // 10 20 30 40 50 60 70 80 90myset.insert(35);// 删除[30 60]//itlow = myset.lower_bound(30);   // >=     //itup = myset.upper_bound(60);    // >//std::pair<std::set<int>::const_iterator, std::set<int>::const_iterator> ret;auto ret = myset.equal_range(30);//ret的类型是pairitlow = ret.first;itup = ret.second;// [itlow, itup)cout << *itlow << endl;cout << *itup << endl;myset.erase(itlow, itup);                    for (auto e : myset){cout << e << " ";}cout << endl;	// 10 20 70 80 90
}

multiset

注意事项

• 允许有重复的元素
• find（）函数查找的值有多个，返回的是多个值的第一个位置（树的结构决定，方便后续插入删除）
  

测试代码

void test_set2()
{// 排序multiset<int> s;s.insert(3);s.insert(5);s.insert(8);s.insert(7);s.insert(7);s.insert(9);s.insert(7);for (auto e : s){cout << e << " ";//3 5 7 7 7 8 9}cout << endl;// 返回中序第一个7auto pos = s.find(7);while (pos != s.end()){cout << *pos << " ";	//7 7 7 8 9++pos;}cout << endl;cout << s.count(7) << endl;	//3
}

map

map介绍

• 和set的相同点：

  1. map中的key是唯一的，并且不能修改

  

  2. 默认按照小于的方式对key进行比较

  3. map中的元素如果用迭代器去遍历，可以得到一个有序的序列

  4. map的底层为平衡搜索树(红黑树)，查找效率比较高$O(lo{g}_{2}N)$

• 不同点

  1. map中的的元素是键值对（真正的）
  2. 可以通过key修改value的值（底层迭代器并不都是const迭代器）

  

map的函数测试代码

C++11支持多参数的构造函数隐式类型的转换，但是C++98没有

// 隐式类型的转换
class A
{
public:A(int a1, int a2):_a1(a1), _a2(a2){}
private:int _a1;int _a2;
};string str1 = "hello";A aa1 = { 1, 2 };
pair<string, string> kv2 = { "string", "字符串" };

• insert()

多种形式

void test_map1()
{map<string, string> dict;pair<string, string> kv1("insert", "插入");dict.insert(kv1);dict.insert(pair<string, string>("sort", "排序"));// C++98dict.insert(make_pair("string", "字符串"));// C++11 多参数的构造函数隐式类型转换dict.insert({ "string", "字符串" });// 隐式类型的转换string str1 = "hello";A aa1 = { 1, 2 };pair<string, string> kv2 = { "string", "字符串" };
}

] 插入时若map中已经有key，不对value进行覆盖

void test_map2()
{map<string, string> dict;dict.insert(make_pair("string", "字符串"));dict.insert(make_pair("sort", "排序"));dict.insert(make_pair("insert", "插入"));// 不插入，不覆盖；插入过程中，只比较key，value是相同无所谓// key已经有了就不插入了dict.insert(make_pair("insert", "xxxx"));auto it = dict.begin();while (it != dict.end()){//cout << (*it).first << ":" << (*it).second << endl;cout << it->first << ":" << it->second << endl;++it;}cout << endl;for (const auto& kv : dict){cout << kv.first << ":" << kv.second << endl;}
}

operator[]，若map中没有该元素，则会先进行插入

void test_map4()
{map<string, string> dict;dict.insert(make_pair("string", "字符串"));dict.insert(make_pair("sort", "排序"));dict.insert(make_pair("insert", "插入"));cout << dict["sort"] << endl; // 查找和读dict["map"];                  // 插入dict["map"] = "映射,地图";     // 修改dict["insert"] = "xxx";       // 修改dict["set"] = "集合";         // 插入+修改
}