C++ STL详解（3）

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简介

  set 是 关联容器 的一种，是排序好的集合（元素已经进行了排序）。set 和 multiset 类似，它和 multiset 的差别在于 set 中不能有重复的元素。multiset 的成员函数 set 中也都有。使用 set 必须包含 #include<set> 头文件。

  在 set 中每个元素的值都唯一，而且系统能根据元素的值自动进行排序。如果插入重复的元素，那么 set 将自动忽略该操作。set 中数元素的值不能直接被改变。C++ STL中标准关联容器 set, multiset, map, multimap 内部采用的是一种非常高效的平衡检索二叉树：红黑树，也称为RB树(Red-Black Tree)。RB树的统计性能要好于一般平衡二叉树。这四种容器插入、查找、删除的时间复杂度都为 O

map 和 set 的插入删除效率比用其他序列容器高，因为对于关联容器来说，不需要做内存拷贝和内存移动。set容器内所有元素都是以节点的方式来存储，其节点结构和链表差不多，指向父节点和子节点。

insert()

 向容器中插入一个元素。

#include<iostream>
#include<set>using namespace std;int main() {set<int> s;s.insert(3);s.insert(2);s.insert(1);// 使用迭代器遍历 set for (auto it = s.begin(); it != s.end(); it++) cout << *it << ' ';//输出结果：1 2 3 return 0;
}

size()

 返回容器中元素的个数。

#include<iostream>
#include<set>using namespace std;int main() {set<int> s;s.insert(3);s.insert(2);s.insert(1);cout << "元素的个数为：" << s.size() << endl; // 使用迭代器遍历 set for (auto it = s.begin(); it != s.end(); it++) cout << *it << ' ';//输出结果：1 2 3 return 0;
}

empty()

 判断当前容器是否为空，如果为空，返回true；否则返回false。

clear()

 清除当前容器中的所有元素。

#include<iostream>
#include<set>using namespace std;int main() {set<int> s;s.insert(3);s.insert(2);s.insert(1);cout << "元素的个数为：" << s.size() << endl; // 输出结果：元素的个数为：3 // 清空容器中的所有元素 s.clear();cout << "元素的个数为：" << s.size() << endl; // 输出结果：元素的个数为：0return 0;
}

count()

 返回容器中某个值元素的个数。在 set 中返回的值只能是 0 或 1。而在 multiset 中返回的个数可能有多个。下面以 multiset 来进行举例：

#include<iostream>
#include<set>using namespace std;int main() {multiset<int> s;s.insert(6);s.insert(6);s.insert(6);cout << "元素 6 的个数为：" << s.count(6) << endl; // 输出结果：元素 6 的个数为：3 return 0;
}

begin() / end()

 begin() 返回指向第一个元素的迭代器。end() 返回指向最后一个元素之后一个元素的迭代器。这两个都支持 ++ 和 -- 操作， 返回前驱和后继。

 迭代器是 STL 中的重要概念，类似于指针。在这里迭代器的表示为 set<int>::iterator。在C++ 11 中可以使用 auto 关键字来代替 set<int>::iterator。auto 可以自动匹配类型，当变量名称比较长时可以使用 auto 来进行代替。比如 int、double、long long等都可以直接写成 auto 来进行代替。

#include<iostream>
#include<set>using namespace std;int main() {multiset<int> s;s.insert(3);s.insert(2);s.insert(1);// 遍历方式 1: for (set<int>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++) cout << *it << ' '; // 输出结果：1 2 3cout << endl; for (auto it = s.begin(); it != s.end(); it++) cout << *it << ' ';// 与上面的输出结果是一样的 cout << endl;// 遍历方式 2: 使用范围遍历 for (auto x : s) cout << x << ' '; // 输出结果：1 2 3return 0;
}

erase()

 删除等于key值的所有元素（返回被删除的元素的个数）。

#include<iostream>
#include<set>using namespace std;int main() {multiset<int> s;s.insert(3);s.insert(2);s.insert(1);s.insert(3);s.insert(3);s.insert(3);for (auto it = s.begin(); it != s.end(); it++) cout << *it << ' ';// 输出结果：1 2 3 3 3 3cout << endl; cout << s.erase(3);// 输出结果：4cout << endl;for (auto it = s.begin(); it != s.end(); it++) cout << *it << ' ';// 输出结果：1 2return 0;
}

lower_bound()

 返回指向 大于（或等于） 某值的第一个元素的 迭代器。返回类型类似一个指针，可以使用 * 进行解引用，输出其值。如果不存在则返回迭代器 .end()。

#include<iostream>
#include<set>using namespace std;int main() {multiset<int> s;for (int i = 1; i <= 10; i++) s.insert(i);for (auto it = s.begin(); it != s.end(); it++) cout << *it << ' ';// 输出结果：1 2 3 4 5 6 7 8 9 10cout << endl;auto it = s.lower_bound(6);cout << *it << endl;// 输出结果：6 it = s.lower_bound(15);cout << *it; // 因为容器中没有 15，所以返回迭代器.end()。输出最后一个元素 10return 0;
}

upper_bound()

 返回 大于某个值 元素的迭代器。注意：该方法与 lower_bound() 方法类似，只是返回的是大于某个元素的迭代器，而不是大于或等于某个元素的迭代器。

#include<iostream>
#include<set>using namespace std;int main() {multiset<int> s;for (int i = 1; i <= 10; i++) s.insert(i);for (auto it = s.begin(); it != s.end(); it++) cout << *it << ' ';// 输出结果：1 2 3 4 5 6 7 8 9 10cout << endl;auto it = s.upper_bound(6);cout << *it << endl;// 输出结果：7 it = s.upper_bound(15);cout << *it; // 因为容器中没有 15，所以返回迭代器.end()。输出最后一个元素 10return 0;
}

max_size()

 返回当前集合能容纳元素的最大限值。

#include<iostream>
#include<set>using namespace std;int main() {set<int> s;cout << s.max_size();// 输出结果：461168601842738790return 0;
}

find()

 返回指向键等于 key 的元素的迭代器。若找不到这种元素，则返回尾后（见 end() ）迭代器。

#include<iostream>
#include<set>using namespace std;int main() {multiset<int> s;s.insert(3);s.insert(2);s.insert(1);auto x = s.find(0);if (x != s.end()) cout << "s 中有 0 元素";else cout << "Not found!"; // 输出结果：Not found!return 0;
}

map / multimap

简介

  map 和 multimap 将 key/value pair（键值/实值 队组）当作元素进行管理，根据 key 的排序准则将元素排序。multimap 允许重复元素，map则不允许。容器中元素默认按升序排序。map 和 mutilmap 容器的模板定义在 #include<map> 头文件中。基于 红黑树 实现。

insert()

 向容器中插入一个元素，插入的元素是一个 pair。

#include<iostream>
#include<map>using namespace std;int main() {map<string, int> people;people.insert({"Chen", 24});people.insert({"Zhang", 23});for (auto p : people) cout << p.first << ":" << p.second << endl;return 0;
}

operator[]

 使用 [] 可以返回到映射到等于 key 的关键的值的引用，若这种关键不存在则进行插入。通常使用这种方法进行插入。[] 里面的值为 pair 的第一个值。时间复杂度为 O（logn）

#include<iostream>
#include<map>using namespace std;int main() {map<string, int> people;people["Chen"] = 24;cout << people["Chen"] << endl;// 输出结果：24 cout << people["Zhang"] << endl;for (auto p : people) cout << p.first << ":" << p.second << endl;/* 输出结果：0Chen:24Zhang:0 */ return 0;
}

size()

 返回容器中元素的个数。

empty()

 判断当前容器是否为空，如果为空，返回true；否则返回false。

clear()

 从容器擦除所有元素。此调用后 size() 返回零。

count()

 返回拥有关键比较等价于指定参数的元素数，即返回拥有关键 key 的元素数。因为 map 容器不允许重复故为 1 或 0。而 multimap 返回的个数可能有多个.

begin() / end()

 begin() 返回指向第一个元素的迭代器。end() 返回指向最后一个元素之后一个元素的迭代器。这两个都支持 ++ 和 -- 操作， 返回前驱和后继。访问容器里面的元素可以使用迭代器访问，也可以使用范围访问。

#include<iostream>
#include<map>using namespace std;int main() {map<string, int> people;people["Chen"] = 24;// 访问键为 Chen 的元素，如果有则返回其值，如果没有则添加 cout << people["Chen"] << endl;// 输出结果：24 cout << people["Zhang"] << endl;// 1. 使用范围遍历 for (auto p : people) cout << p.first << ":" << p.second << endl;/* 输出结果：0Chen:24Zhang:0 */cout << endl;// 2. 使用迭代器遍历 for (map<string, int>::iterator p = people.begin(); p != people.end(); p++) {cout << p -> first << ":" << p -> second << endl;// 注意：使用迭代器访问返回的是一个指针，所以要使用 -> 访问符来访问 } // 输出结果与上面的一样 return 0;
}

erase()

 从容器移除指定的元素。一般用法是移除关键等于 key 的元素。

#include<iostream>
#include<map>using namespace std;int main() {map<string, int> people;people["ZhangSan"] = 21;people["LiSi"] = 24;people["WangWu"] = 23;for (auto p : people) cout << p.first << ":" << p.second << endl;/* 输出结果：LiSi:24WangWu:23ZhangSan:21*/puts(""); // 删除键为 LiSi 的元素 people.erase("LiSi");for (auto p : people) cout << p.first << ":" << p.second << endl;/* 输出结果：WangWu:23ZhangSan:21*/return 0;
}

lower_bound() / upper_bound()

 用法与 set 一样，按照 键值 进行返回。

find()

返回指向 键 等于 key 的元素的迭代器。若找不到这种元素，则返回尾后（见 end() ）迭代器。

#include<iostream>
#include<map>using namespace std;int main() {map<string, int> people;people["ZhangSan"] = 21;people["LiSi"] = 24;people["WangWu"] = 23;auto p = people.find("ZhangSan");if (p != people.end()) cout << p -> first << ":" << p -> second;else cout << "Not found!";return 0;
}

未完待续~~~~

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