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STL——set、map、multiset、multimap的介绍及使用

文章目录

    • 关联式容器
    • 键值对
    • 树形结构与哈希结构
    • set
      • set的介绍
      • set的使用
        • set的模板参数列表
        • set的构造
        • set的使用
        • set的迭代器
        • 使用演示
      • multiset
      • multiset演示
    • map
      • map的定义方式
      • map的插入
      • map的查找
      • map的[ ]运算符重载
      • map的迭代器遍历
      • multimap
        • multimap的介绍
        • multimap的使用
      • 在OJ中的使用
        • 前K个高频单词
        • 两个数组的交集

关联式容器

C++STL包含了序列式容器和关联式容器:

  • 序列式容器里面存储的是元素本身,其底层为线性序列的数据结构。比如:vector,list,deque,forward_list(C++11)等。
  • 关联式容器里面存储的是<key, value>结构的键值对,在数据检索时比序列式容器效率更高。比如:set、map、unordered_set、unordered_map等。

注意: C++STL当中的stack、queue和priority_queue属于容器适配器,它们默认使用的基础容器分别是deque、deque和vector。

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。比如:现在要建立一个英汉互译的字典,那该字典中必然有英文单词与其对应的中文含义,而且,英文单词与其中文含义是一一对应的关系,即通过该应该单词,在词典中就可以找到与其对应的中文含义。

在SGI-STL中关于键值对的定义如下:

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){}
};

树形结构与哈希结构

根据应用场景的不同,C++STL总共实现了两种不同结构的关联式容器:树型结构和哈希结构。

关联式容器容器结构底层实现
set、map、multiset、multimap树型结构平衡搜索树(红黑树)
unordered_set、unordered_map、unordered_multiset、unordered_multimap哈希结构哈希表

其中,树型结构容器中的元素是一个有序的序列,而哈希结构容器中的元素是一个无序的序列。

set

set的介绍

set文档介绍

翻译:

  1. set是按照一定次序存储元素的容器
  2. 在set中,元素的value也标识它(value就是key,类型为T),并且每个value必须是唯一的。set中的元素不能在容器中修改(元素总是const),但是可以从容器中插入或删除它们。
  3. 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。
  4. 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。
  5. set在底层是用二叉搜索树(红黑树)实现的,所以在set当中查找某个元素的时间复杂度为 l o g 2 N log_2N log2N

注意:

  1. 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。
  2. set中插入元素时,只需要插入value即可,不需要构造键值对
  3. set中的元素不可以重复(因此可以使用set进行去重)。
  4. 使用set的迭代器遍历set中的元素,可以得到有序序列
  5. set中的元素默认按照小于来比较
  6. set中查找某个元素,时间复杂度为: l o g 2 n log_2 n log2n
  7. set中的元素不允许修改(为什么?)
  8. set中的底层使用二叉搜索树(红黑树)来实现。

set的使用

set的模板参数列表
  • T: set中存放元素的类型,实际在底层存储<value, value>的键值对。
  • Compare:set中元素默认按照小于来比较
  • Alloc:set中元素空间的管理方式,使用STL提供的空间配置器管理

在这里插入图片描述

set的构造
  • 方式一: 构造一个某类型的空容器。
set<int> s1; //构造int类型的空容器
  • 方式二: 拷贝构造某类型set容器的复制品。
set<int> s2(s1); //拷贝构造int类型s1容器的复制品
  • 方式三: 使用迭代器拷贝构造某一段内容。
string str("abcdef");
set<char> s3(str.begin(), str.end()); //构造string对象某段区间的复制品
  • 方式四: 构造一个某类型的空容器,比较方式指定为大于。
set < int, greater<int>> s4; //构造int类型的空容器,比较方式指定为大于
set的使用
成员函数功能
insert插入指定元素
erase删除指定元素
find查找指定元素
size获取容器中元素的个数
empty判断容器是否为空
clear清空容器
swap交换两个容器中的数据
count获取容器中指定元素值的元素个数
set的迭代器
成员函数功能
begin获取容器中第一个元素的正向迭代器
end获取容器中最后一个元素下一个位置的正向迭代器
rbegin获取容器中最后一个元素的反向迭代器
rend获取容器中第一个元素前一个位置的反向迭代器
使用演示
void test_set1()
{set<int> s1;s1.insert(1);s1.insert(11);s1.insert(3);s1.insert(1);s1.insert(4);s1.insert(2);set<int>::iterator it = s1.begin();while (it != s1.end()){//*it = 1; // 不支持修改cout << *it << " ";++it;}cout << endl;vector<int> v = { 3,2,8,1,10,2 };set<int> s2(v.begin(), v.end());for (auto e : s2){cout << e << " ";}cout << endl;set<int> s3 = { 3,2,8,1,10,2 };for (auto e : s3){cout << e << " ";}cout << endl;s3.erase(8);s3.erase(18);for (auto e : s3){cout << e << " ";}cout << endl;auto pos = s3.find(10);if (pos != s3.end()){cout << *pos << endl;s3.erase(pos);}else{cout << "找不到" << endl;}for (auto e : s3){cout << e << " ";}cout << endl;
}
void test_set2()
{std::set<int> myset;for (int i = 1; i < 10; i++)myset.insert(i * 10); // 10 20 30 40 50 60 70 80 90for (auto e : myset){cout << e << " ";}cout << endl;// [25,60)auto itlow = myset.lower_bound(25);      // >=val	auto itup = myset.upper_bound(60);       // >valmyset.erase(itlow, itup);for (auto e : myset){cout << e << " ";}cout << endl;auto ret = myset.equal_range(35);std::cout << *ret.first << std::endl; // >=valstd::cout << *ret.second<< std::endl; // >val
}

multiset

multiset文档介绍

翻译:

  1. multiset是按照特定顺序存储元素的容器,其中元素是可以重复的。
  2. 在multiset中,元素的value也会识别它(因为multiset中本身存储的就是<value, value>组成的键值对,因此value本身就是key,key就是value,类型为T). multiset元素的值不能在容器
    中进行修改(因为元素总是const的),但可以从容器中插入或删除。
  3. 在内部,multiset中的元素总是按照其内部比较规则(类型比较)所指示的特定严格弱排序准则进行排序。
  4. multiset容器通过key访问单个元素的速度通常比unordered_multiset容器慢,但当使用迭代器遍历时会得到一个有序序列。
  5. multiset底层结构为二叉搜索树(红黑树)。

注意:

  1. multiset中再底层中存储的是<value, value>的键值对
  2. mtltiset的插入接口中只需要插入即可
  3. 与set的区别是,multiset中的元素可以重复,set是中value是唯一的
  4. 使用迭代器对multiset中的元素进行遍历,可以得到有序的序列
  5. multiset中的元素不能修改
  6. 在multiset中找某个元素,时间复杂度为 O ( l o g 2 N ) O(log_2 N) O(log2N)
  7. multiset的作用:可以对元素进行排序

由于multiset容器允许键值冗余,因此两个容器中成员函数find和count的意义也有所不同:

成员函数find功能
set对象返回值为val的元素的迭代器
multiset对象返回底层搜索树中序的第一个值为val的元素的迭代器
成员函数count功能
set对象值为val的元素存在则返回1,不存在则返回0(find成员函数可代替)
multiset对象返回值为val的元素个数(find成员函数不可代替)

multiset演示

void test_set3()
{// key模型搜索// 排序 不去重,允许冗余multiset<int> s1;s1.insert(1);s1.insert(11);s1.insert(3);s1.insert(1);s1.insert(4);s1.insert(2);s1.insert(4);s1.insert(2);s1.insert(2);s1.insert(2);s1.insert(1);s1.insert(2);s1.insert(2);s1.insert(1);multiset<int>::iterator it = s1.begin();while (it != s1.end()){//*it = 1;// 不能使用cout << *it << " ";++it;}cout << endl;//auto pos = s1.find(2);//while (pos != s1.end() && *pos == 2)//{//	cout << *pos << " ";//	++pos;//}// 删除所有的2auto ret = s1.equal_range(2);s1.erase(ret.first, ret.second);// 还能统计删除了多少个2size_t n = s1.erase(2);  // 也可以这样直接删除cout << n << endl;for (auto e : s1){cout << e << " ";}cout << endl;// 统计有几个1cout << s1.count(1) << endl;
}

map

map的文档简介

翻译:

  1. 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。
  2. 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<const key, T> value_type;
  3. 在内部,map中的元素总是按照键值key进行比较排序的。
  4. 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)。
  5. 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。
  6. 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))。

注意:

  1. multiset中再底层中存储的是<value, value>的键值对
  2. mtltiset的插入接口中只需要插入即可
  3. 与set的区别是,multiset中的元素可以重复,set是中value是唯一的
  4. 使用迭代器对multiset中的元素进行遍历,可以得到有序的序列
  5. multiset中的元素不能修改
  6. 在multiset中找某个元素,时间复杂度为 O ( l o g 2 N ) O(log_2 N) O(log2N)
  7. multiset的作用:可以对元素进行排序

map的定义方式

  • 方式一: 指定key和value的类型构造一个空容器。
map<int, double> m1; //构造一个key为int类型,value为double类型的空容器
  • 方式二: 拷贝构造某同类型容器的复制品。
map<int, double> m2(m1); //拷贝构造key为int类型,value为double类型的m1容器的复制品
  • 方式三: 使用迭代器拷贝构造某一段内容。
map<int, double> m3(m2.begin(), m2.end()); //使用迭代器拷贝构造m2容器某段区间的复制品
  • 方式四: 指定key和value的类型构造一个空容器,key比较方式指定为大于。
map<int, double, greater<int>> m4; //构造一个key为int类型,value为double类型的空容器,key比较方式指定为大于

map的插入

  • map的插入函数的函数原型如下:
pair<iterator,bool> insert (const value_type& val);
  • insert函数的参数

insert函数的参数显示是value_type类型的,实际上value_type就是pair类型的别名:

typedef pair<const Key, T> value_type;

insert插入:

void test_map1()
{map<string, string> dict;dict.insert(pair<string, string>("sort", "排序"));dict.insert(pair<string, string>("inster", "插入"));dict.insert(pair<const char*, const char*>("left", "左"));// 推荐dict.insert(make_pair("right", "右"));// 单参数类型支持 隐式类型转换dict.insert({ "left", "左"});	string s1("xxx"), s2("yyy");dict.insert(make_pair(s1, s2));for (auto e : dict){cout << e.first << " " << e.second << endl;}cout << endl;
}
  • insert函数的返回值

insert函数的返回值也是一个pair对象,该pair对象中第一个成员的类型是map的迭代器类型,第二个成员的类型的一个bool类型,具体含义如下:

  • 若待插入元素的键值key在map当中不存在,则insert函数插入成功,并返回插入后元素的迭代器和true。
  • 若待插入元素的键值key在map当中已经存在,则insert函数插入失败,并返回map当中键值为key的元素的迭代器和false。

map的查找

  • map的查找函数是根据所给key值在map当中进行查找,若找到了,则返回对应元素的迭代器,若未找到,则返回容器中最后一个元素下一个位置的正向迭代器。
void test_map3()
{map<string, string> dict;dict.insert(pair<string, string>("sort", "排序"));dict.insert(pair<string, string>("inster", "插入"));dict.insert(pair<const char*, const char*>("left", "左"));dict.insert(make_pair("right", "右"));string s1("xxx"), s2("yyy");dict.insert(make_pair(s1, s2));map<string, string>::iterator pos = dict.find("sort");if (pos != dict.end()){cout << pos->second << endl;}
}

在这里插入图片描述

map的[ ]运算符重载

  • 我们之前的统计可以直接使用[]来统计
void test_map2()
{std::string arr[] = { "苹果", "西瓜", "苹果", "西瓜", "苹果", "苹果", "西瓜","苹果", "香蕉", "苹果", "香蕉" };map<string,int> countMap;for (auto& str : arr){//auto ret = countMap.find(str);//if (ret == countMap.end())//{//	countMap.insert(make_pair(str, 1));//}//else//{//	ret->second++;//}// 一行完成统计countMap[str]++;}for (auto& kv : countMap){cout << kv.first << ":" << kv.second << endl;}
}

在这里插入图片描述

  • map的[ ]运算符重载函数的函数原型如下:
mapped_type& operator[] (const key_type& k);
  • [ ]运算符重载函数的参数就是一个key值,而这个函数的返回值如下:
(*((this->insert(make_pair(k, mapped_type()))).first)).second

实际上[ ]运算符重载实现的逻辑实际上就是以下三个步骤:

  1. 调用insert函数插入键值对。
  2. 拿出从insert函数获取到的迭代器。
  3. 返回该迭代器位置元素的值value。

简写:

mapped_type& operator[] (const key_type& k)
{//1、调用insert函数插入键值对pair<iterator, bool> ret = insert(make_pair(k, mapped_type()));//2、拿出从insert函数获取到的迭代器iterator it = ret.first;//3、返回该迭代器位置元素的值valuereturn it->second;
}

具体使用:

void test_map4()
{map<string, string> dict;dict.insert(pair<string, string>("sort", "排序"));dict.insert(pair<string, string>("inster", "插入"));dict.insert(pair<const char*, const char*>("left", "左"));dict.insert(make_pair("right", "右"));string s1("xxx"), s2("yyy");dict.insert(make_pair(s1, s2));dict["erase"];  // 插入cout << dict["erase"] << endl; // 查找dict["erase"] = "删除"; // 修改dict["test"] = "测试";  // 插入+修改dict["left"] = "左边、剩余"; // 修改map<string, string>::iterator it = dict.begin();while (it != dict.end()){cout << (*it).first << " " << (*it).second << endl;++it;}
}

在这里插入图片描述

如果k不在map中,则先插入键值对<k, V()>,然后返回该键值对中V对象的引用。
如果k已经在map中,则返回键值为k的元素对应的V对象的引用。

map的迭代器遍历

成员函数功能
begin获取容器中第一个元素的正向迭代器
end获取容器中最后一个元素下一个位置的正向迭代器
rbegin获取容器中最后一个元素的反向迭代器
rend获取容器中第一个元素前一个位置的反向迭代器
void test_map1()
{map<string, string> dict;dict.insert(pair<string, string>("sort", "排序"));dict.insert(pair<string, string>("inster", "插入"));dict.insert(pair<const char*, const char*>("left", "左"));dict.insert(make_pair("right", "右"));string s1("xxx"), s2("yyy");dict.insert(make_pair(s1, s2));// 1. 正向迭代器map<string, string>::iterator it = dict.begin();while (it != dict.end()){cout << (*it).first << " " << (*it).second << endl;//cout << it->first << " " << it->second << endl;//cout << it.operator->()->first << " " << it.operator->()->second << endl;++it;}cout << endl;// 2. 反向迭代器map<string, string>::reverse_iterator rit = dict.rbegin();while (rit != dict.rend()){cout << (*rit).first << " " << (*rit).second << endl;++rit;}cout << endl;// 3. autofor (auto& e : dict){// e.first += 'x';  // 不能修改e.second += 'x'; // 可以修改cout << e.first << " " << e.second << endl;}cout << endl;
}

multimap

multimap的介绍

multimap文档介绍

翻译:

  1. Multimaps是关联式容器,它按照特定的顺序,存储由key和value映射成的键值对<key,value>,其中多个键值对之间的key是可以重复的。
  2. 在multimap中,通常按照key排序和惟一地标识元素,而映射的value存储与key关联的内容。key和value的类型可能不同,通过multimap内部的成员类型value_type组合在一起,
    value_type是组合key和value的键值对:typedef pair<const Key, T> value_type;
  3. 在内部,multimap中的元素总是通过其内部比较对象,按照指定的特定严格弱排序标准对key进行排序的。
  4. multimap通过key访问单个元素的速度通常比unordered_multimap容器慢,但是使用迭代器直接遍历multimap中的元素可以得到关于key有序的序列。
  5. multimap在底层用二叉搜索树(红黑树)来实现。

注意:multimap和map的唯一不同就是:map中的key是唯一的,而multimap中key是可以重复的。

multimap的使用

multimap中的接口可以参考map,功能都是类似的。

注意:

  1. multimap中的key是可以重复的。
  2. multimap中的元素默认将key按照小于来比较
  3. multimap中没有重载operator[]操作。
  4. 使用时与map包含的头文件相同:

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

在OJ中的使用

前K个高频单词

OJ链接

  • 首先我们先进行统计次数
  • 然后再进行排序,排序的时候要自己手动控制,需要写一个仿函数(需要字典序小的在前面)
  • 最后将前k个push_back到一个vector中后返回
class Solution {
public:// 仿函数struct kvcmp {bool operator()(const pair<string, int>& kv1,const pair<string, int>& kv2) {return kv1.second > kv2.second ||(kv1.second == kv2.second &&kv1.first < kv2.first); // 字典序小的在前面}};vector<string> topKFrequent(vector<string>& words, int k) {// 统计次数map<string, int> countMap;for (auto& str : words) {countMap[str]++;}// 排序vector<pair<string, int>> Kv(countMap.begin(), countMap.end());sort(Kv.begin(), Kv.end(), kvcmp()); // 通过仿函数排序(不稳定排序)vector<string> v;for (int i = 0; i < k; i++) {v.push_back(Kv[i].first);}return v;}
};

在这里插入图片描述

两个数组的交集

OJ链接

  • 放到set(排序+去重)

找交集

  • 相同就是交集,(同时++)
  • 不相同(小的++)

找差集:

  • 相等同时++
  • 不相等(小的是差集)
  • 一个结束,另一个没结束也是差集

找并集

  • 直接放到set里

class Solution {
public:vector<int> intersection(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) {// 去重+排序set<int> s1(nums1.begin(), nums1.end());set<int> s2(nums2.begin(), nums2.end());// 依次比较,小的一定不是交集,相等的是交集set<int>::iterator it1 = s1.begin(), it2 = s2.begin();vector<int> ret;while (it1 != s1.end() && it2 != s2.end()) {if (*it1 < *it2)++it1;else if (*it1 > *it2)++it2;else {ret.push_back(*it1);++it1;++it2;}}return ret;}
};

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使用 PNPM 从零搭建 Monorepo,测试组件并发布

1 目标 通过 PNPM 创建一个 monorepo&#xff08;多个项目在一个代码仓库&#xff09;项目&#xff0c;形成一个通用的仓库模板。 这里以在该 monorepo 项目中搭建 web components 类型的组件库为例&#xff0c;介绍从仓库搭建、组件测试到组件发布的整个流程。 这个仓库既可…...

网络编程(Modbus进阶)

思维导图 Modbus RTU&#xff08;先学一点理论&#xff09; 概念 Modbus RTU 是工业自动化领域 最广泛应用的串行通信协议&#xff0c;由 Modicon 公司&#xff08;现施耐德电气&#xff09;于 1979 年推出。它以 高效率、强健性、易实现的特点成为工业控制系统的通信标准。 包…...

网络六边形受到攻击

大家读完觉得有帮助记得关注和点赞&#xff01;&#xff01;&#xff01; 抽象 现代智能交通系统 &#xff08;ITS&#xff09; 的一个关键要求是能够以安全、可靠和匿名的方式从互联车辆和移动设备收集地理参考数据。Nexagon 协议建立在 IETF 定位器/ID 分离协议 &#xff08;…...

React第五十七节 Router中RouterProvider使用详解及注意事项

前言 在 React Router v6.4 中&#xff0c;RouterProvider 是一个核心组件&#xff0c;用于提供基于数据路由&#xff08;data routers&#xff09;的新型路由方案。 它替代了传统的 <BrowserRouter>&#xff0c;支持更强大的数据加载和操作功能&#xff08;如 loader 和…...

在HarmonyOS ArkTS ArkUI-X 5.0及以上版本中,手势开发全攻略:

在 HarmonyOS 应用开发中&#xff0c;手势交互是连接用户与设备的核心纽带。ArkTS 框架提供了丰富的手势处理能力&#xff0c;既支持点击、长按、拖拽等基础单一手势的精细控制&#xff0c;也能通过多种绑定策略解决父子组件的手势竞争问题。本文将结合官方开发文档&#xff0c…...

oracle与MySQL数据库之间数据同步的技术要点

Oracle与MySQL数据库之间的数据同步是一个涉及多个技术要点的复杂任务。由于Oracle和MySQL的架构差异&#xff0c;它们的数据同步要求既要保持数据的准确性和一致性&#xff0c;又要处理好性能问题。以下是一些主要的技术要点&#xff1a; 数据结构差异 数据类型差异&#xff…...

Python爬虫(二):爬虫完整流程

爬虫完整流程详解&#xff08;7大核心步骤实战技巧&#xff09; 一、爬虫完整工作流程 以下是爬虫开发的完整流程&#xff0c;我将结合具体技术点和实战经验展开说明&#xff1a; 1. 目标分析与前期准备 网站技术分析&#xff1a; 使用浏览器开发者工具&#xff08;F12&…...

C# 类和继承(抽象类)

抽象类 抽象类是指设计为被继承的类。抽象类只能被用作其他类的基类。 不能创建抽象类的实例。抽象类使用abstract修饰符声明。 抽象类可以包含抽象成员或普通的非抽象成员。抽象类的成员可以是抽象成员和普通带 实现的成员的任意组合。抽象类自己可以派生自另一个抽象类。例…...

ElasticSearch搜索引擎之倒排索引及其底层算法

文章目录 一、搜索引擎1、什么是搜索引擎?2、搜索引擎的分类3、常用的搜索引擎4、搜索引擎的特点二、倒排索引1、简介2、为什么倒排索引不用B+树1.创建时间长,文件大。2.其次,树深,IO次数可怕。3.索引可能会失效。4.精准度差。三. 倒排索引四、算法1、Term Index的算法2、 …...

Android第十三次面试总结(四大 组件基础)

Activity生命周期和四大启动模式详解 一、Activity 生命周期 Activity 的生命周期由一系列回调方法组成&#xff0c;用于管理其创建、可见性、焦点和销毁过程。以下是核心方法及其调用时机&#xff1a; ​onCreate()​​ ​调用时机​&#xff1a;Activity 首次创建时调用。​…...

【Redis】笔记|第8节|大厂高并发缓存架构实战与优化

缓存架构 代码结构 代码详情 功能点&#xff1a; 多级缓存&#xff0c;先查本地缓存&#xff0c;再查Redis&#xff0c;最后才查数据库热点数据重建逻辑使用分布式锁&#xff0c;二次查询更新缓存采用读写锁提升性能采用Redis的发布订阅机制通知所有实例更新本地缓存适用读多…...