＜C++＞ STL_set/map

1.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。

2.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) {}
};

3.树形结构的关联式容器

根据应用场景的不桶，STL总共实现了两种不同结构的管理式容器：树型结构与哈希结构。树型结构的关联式容器主要有四种：map、set、multimap、multiset。这四种容器的共同点是：使用 平衡搜索树(红黑树) 作为其底层结果，容器中的元素是一个有序的序列。下面一依次介绍每一 个容器。

4.set/multiset

set的介绍

  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。

注意：

  1. 与map/multimap不同，map/multimap中存储的是真正的键值对，set中只放value，但在底层实际存放的是由构成的键值对。
  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：logN。
  7. set中的元素不允许修改(为什么?) 因为set在底层是用二叉搜索树来实现的，若是对二叉搜索树当中某个结点的值进行了修改，那么这棵树将不再是二叉搜索树。
  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

template<class T,                      // 容器中存储的元素类型class Compare = std::less<T>, // 用于比较元素的函数对象，默认为 std::less，表示升序排序class Allocator = std::allocator<T> // 用于内存分配的分配器，默认为 std::allocator
> class set;

set的构造

默认构造：

std::set<Key, Compare, Allocator> mySet;

创建一个空的 std::set 对象，默认使用元素类型 Key 的比较函数 Compare（默认为 std::less<Key>）和内存分配器 Allocator（默认为 std::allocator<Key>）。

set<int> s1; //构造int类型的空容器

拷贝构造函数：

std::set(const std::set& other);

使用另一个 std::set 对象 other 中的元素来创建一个新的 std::set，这个构造函数会执行浅拷贝，复制元素的值而不是元素本身。

set<int> s2(s1); //拷贝构造int类型s1容器的复制品

范围构造函数：

template <class InputIterator>
std::set(InputIterator first, InputIterator last);

使用迭代器范围 [first, last) 中的元素来初始化 std::set。这可以是任何可迭代的容器或数组的子范围。

string str("abcdef");
set<char> s3(str.begin(), str.end()); //构造string对象某段区间的复制品

指定比较方式构造：

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的迭代器

成员函数功能
iterator begin()返回set中起始位置元素的迭代器
iterator end()返回set中最后一个元素后面的迭代器
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中最后一个元素后面的const迭代器
reverse_iterator rbegin()返回set第一个元素的反向迭代器，即end
reverse_iterator rend()返回set最后一个元素下一个位置的反向迭代器， 即rbegin
const_reverse_iterator crbegin() const返回set第一个元素的反向const迭代器，即cend
const_reverse_iterator crend() const返回set最后一个元素下一个位置的反向const迭代器，即crbegin
int main() {set<int> mySet = {3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6};for (set<int>::iterator it = mySet.begin(); it != mySet.end(); ++it) {cout << *it << " ";//1 2 3 4 5 6 9}cout << endl;for (set<int>::const_iterator it = mySet.cbegin(); it != mySet.cend(); ++it) {cout << *it << " ";//1 2 3 4 5 6 9}cout << endl;const set<int> myConst_Set = {3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6};for (set<int>::const_iterator it = myConst_Set.cbegin(); it != myConst_Set.cend(); ++it) {cout << *it << " ";//1 2 3 4 5 6 9}cout << endl;for (set<int>::const_reverse_iterator rit = myConst_Set.crbegin(); rit != myConst_Set.crend(); ++rit) {cout << *rit << " ";//9 6 5 4 3 2 1}cout << endl;return 0;
}

set的容量操作

函数声明功能介绍
bool empty ( ) const检测set是否为空，空返回true，否则返回true
size_type size() const返回set中有效元素的个数

set的修改

成员函数功能
pair<iterator,bool> insert ( const value_type& x )在set中插入元素x，实际插入的是构成的键值对，如果插入成功，返回<该元素在set中的位置，true>,如果插入失败，说明x在set中已经存在，返回类型pair<iterator,bool>
void erase ( iterator position )删除set中position位置上的元素，
size_type erase ( const key_type& x )删除set中值为x的元素，返回删除的元素的个数
void erase ( iterator first, iterator last )删除set中[first, last)区间中的元素
void swap ( set& st );交换set中的元素
void clear ( )将set中的元素清空
iterator find (const key_type& x ) const返回set中值为x的元素的位置
size_type count ( const key_type& x ) const返回set中值为x的元素的个数

示例：

int main() {set<int> s;//插入元素（去重）s.insert(1);s.insert(4);s.insert(3);s.insert(3);s.insert(2);s.insert(2);s.insert(3);//遍历容器方式一（范围for）for (auto e: s) {cout << e << " ";//1 2 3 4}cout << endl;//删除元素方式一s.erase(3);//删除元素方式二set<int>::iterator pos = s.find(1);//查找值为1的元素if (pos != s.end()) {s.erase(pos);}//遍历容器方式二（正向迭代器）set<int>::iterator it = s.begin();while (it != s.end()) {cout << *it << " ";//2 4it++;}cout << endl;//容器中值为2的元素个数cout << s.count(2) << endl;//1//容器大小cout << s.size() << endl;//2//清空容器s.clear();//容器判空cout << s.empty() << endl;//1//交换两个容器的数据set<int> tmp{11, 22, 33, 44};s.swap(tmp);//遍历容器方式三（反向迭代器）set<int>::reverse_iterator rit = s.rbegin();while (rit != s.rend()) {cout << *rit << " ";//44 33 22 11}cout << endl;return 0;
}

multiset介绍

multiset容器与set容器的底层实现一样，都是平衡搜索树（红黑树），其次，multiset容器和set容器所提供的成员函数的接口都是基本一致的，这里就不再列举了，multiset容器和set容器的唯一区别就是，multiset允许键值冗余，即multiset容器当中存储的元素是可以重复的。

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）

示例：

#include <iostream>
#include <set>
using namespace std;int main()
{multiset<int> ms;//插入元素（允许重复）ms.insert(1);ms.insert(4);ms.insert(3);ms.insert(3);ms.insert(2);ms.insert(2);ms.insert(3);for (auto e : ms){cout << e << " ";}cout << endl; //1 2 2 3 3 3 4return 0;
}

5.map/mutimap

map的介绍

  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 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))。

map的使用

map的模板参数列表

template <class Key,                      // 键的类型class Value,                    // 值的类型class Compare = std::less<Key>, // 用于比较键的函数对象，默认为 std::less，表示升序排序class Allocator = std::allocator<std::pair<const Key, Value>> // 用于内存分配的分配器，默认为 std::allocator
> class map;

map的构造

默认构造函数：

std::map<Key, Value> myMap;

创建一个空的 std::map 对象，其中键的类型为 Key，值的类型为 Value。

map<int, double> m1; //构造一个key为int类型，value为double类型的空容器

拷贝构造函数：

std::map(const std::map& other);

使用另一个 std::map 对象 other 中的键-值对来创建一个新的 std::map，这个构造函数会执行浅拷贝，复制键和值的值而不是键-值对本身。

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

范围构造函数：

template <class InputIterator>
std::map(InputIterator first, InputIterator last);

使用迭代器范围 [first, last) 中的键-值对来初始化 std::map。这可以是任何可迭代的容器或数组的子范围，其中迭代器指向 std::pair 对象，表示键和值的组合。

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

指定比较方式构造：

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, Value> value_type;

因此，我们向map容器插入元素时，需要用key和value构造一个pair对象，然后再将pair对象作为参数传入insert函数。

方式一： 构造匿名对象插入。

int main() {map<int, string> m;//方式一：调用pair的构造函数，构造一个匿名对象插入m.insert(pair<int, string>(2, "two"));m.insert(pair<int, string>(1, "one"));m.insert(pair<int, string>(3, "three"));for (auto e: m) {cout << "<" << e.first << "," << e.second << ">" << " ";  //<1,one> <2,two> <3,three>}cout << endl;//<1,one> <2,two> <3,three>return 0;
}

但是这种方式会使得我们的代码变得很长，尤其是没有直接展开命名空间的情况下，因此我们最常用的是方式二。

方式二： 调用make_pair函数模板插入。
在库当中提供以下make_pair函数模板：

template<class T1, class T2>
pair<T1, T2> make_pair(T1 x, T2 y) {return (pair<T1, T2>(x, y));
}

我们只需向make_pair函数传入key和value，该函数模板会根据传入参数类型进行自动隐式推导，最终构造并返回一个对应的pair对象。

int main() {map<int, string> m;//方式二：调用函数模板make_pair，构造对象插入m.insert(make_pair(2, "two"));m.insert(make_pair(1, "one"));m.insert(make_pair(3, "three"));for (auto e: m) {cout << "<" << e.first << "," << e.second << ">" << " "; //<1,one> <2,two> <3,three>}cout << endl;return 0;
}

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的查找函数的函数原型如下：

iterator find (const key_type& k);

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。

int main() {map<int, string> m;m.insert(make_pair(2, "two"));m.insert(make_pair(1, "one"));m.insert(make_pair(3, "three"));//获取key值为2的元素的迭代器map<int, string>::iterator pos = m.find(2);if (pos != m.end()) {cout << pos->second << endl;//two}return 0;
}

map的删除

map的删除函数的函数原型如下：

//删除函数1
size_type erase (const key_type& k);
//删除函数2
void erase(iterator position);

也就是说，我们既可以根据key值删除指定元素，也可以根据迭代器删除指定元素，若是根据key值进行删除，则返回实际删除的元素个数。

int main() {map<int, string> m;m.insert(make_pair(2, "two"));m.insert(make_pair(1, "one"));m.insert(make_pair(3, "three"));//方式一：根据key值进行删除m.erase(3);//方式二：根据迭代器进行删除map<int, string>::iterator pos = m.find(2);if (pos != m.end()) {m.erase(pos);}return 0;
}

map的[ ]运算符重载

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

就这样看着不太好理解，我们整理一下，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。

对应分解代码如下：

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;
}

那么这个函数的价值体现在哪里呢？我们来看看下面这段代码：

int main()
{map<int, string> m;m.insert(make_pair(2, "two"));m.insert(make_pair(1, "one"));m.insert(make_pair(3, "three"));m[2] = "hello"; //修改key值为2的元素的value为hellom[6] = "six"; //插入键值对<6, "six">for (auto e : m){cout << "<" << e.first << "," << e.second << ">" << " ";}cout << endl; //<1,one> <2,hello> <3,three> <6,six>return 0;
}

以代码中的m[2] = "hello"为例说明，通过[ ]运算符重载函数的三个步骤后，不管是调用insert函数插入的也好，是容器当中本来就已经存在的也好，反正无论如何map容器当中都已经有了一个key值为2的元素。而[ ]运算符重载函数的返回值就是这个key值为2的元素的value的引用，因此我们对该函数的返回值做修改，实际上就是对键值为2的元素的value做修改。

总结一下：

  1. 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。
  2. 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

map当中迭代器相关函数如下：

成员函数功能
begin/cbegin获取容器中第一个元素的正向迭代器
end/cend获取容器中最后一个元素下一个位置的正向迭代器
rbegin/crbegin获取容器中最后一个元素的反向迭代器
rend/crend获取容器中第一个元素前一个位置的反向迭代器

遍历方式一： 用正向迭代器进行遍历。

int main() {map<int, string> m;m.insert(make_pair(2, "two"));m.insert(make_pair(1, "one"));m.insert(make_pair(3, "three"));//用正向迭代器进行遍历map<int, string>::iterator it = m.begin();while (it != m.end()) {cout << "<" << it->first << "," << it->second << ">" << " ";it++;}cout << endl;//<1,one> <2,two> <3,three>return 0;
}

遍历方式二： 用反向迭代器进行遍历。

int main(){map<int, string> m;m.insert(make_pair(2, "two"));m.insert(make_pair(1, "one"));m.insert(make_pair(3, "three"));//用反向迭代器进行遍历map<int, string>::reverse_iterator rit = m.rbegin();while (rit != m.rend()){cout << "<" << rit->first << "," << rit->second << ">" << " ";rit++;}cout << endl; //<3,three> <2,two> <1,one>return 0;
}

遍历方式三： 用范围for进行遍历。

int main(){map<int, string> m;m.insert(make_pair(2, "two"));m.insert(make_pair(1, "one"));m.insert(make_pair(3, "three"));//用范围for进行遍历for (auto e : m){cout << "<" << e.first << "," << e.second << ">" << " ";}cout << endl; //<1,one> <2,two> <3,three>return 0;
}

map的其他成员函数

除了上述成员函数外，set当中还有如下几个常用的成员函数：

成员函数功能
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key值的元素个数

示例：

int main(){map<int, string> m;m.insert(make_pair(2, "two"));m.insert(make_pair(1, "one"));m.insert(make_pair(3, "three"));//获取容器中元素的个数cout << m.size() << endl; //3//容器中key值为2的元素个数cout << m.count(2) << endl; //1//清空容器m.clear();//容器判空cout << m.empty() << endl; //1//交换两个容器中的数据map<int, string> tmp;m.swap(tmp);return 0;
}

multimap

multimap容器与map容器的底层实现一样，也都是平衡搜索树（红黑树），其次，multimap容器和map容器所提供的成员函数的接口都是基本一致的，这里也就不再列举了，multimap容器和map容器的区别与multiset容器和set容器的区别一样，multimap允许键值冗余，即multimap容器当中存储的元素是可以重复的。

由于multimap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
map对象返回值为键值为key的元素的迭代器
multimap对象返回底层搜索树中序的第一个键值为key的元素的迭代器
成员函数count功能
map对象键值为key的元素存在则返回1，不存在则返回0（find成员函数可代替）
multimap对象返回键值为key的元素个数（find成员函数不可代替）

示例：

int main() {multimap<int, string> mm;//插入元素（允许重复）mm.insert(make_pair(2, "two"));mm.insert(make_pair(2, "double"));mm.insert(make_pair(1, "one"));mm.insert(make_pair(3, "three"));for (auto e: mm) {cout << "<" << e.first << "," << e.second << ">" << " ";}cout << endl;//<1,one> <2,two> <2,double> <3,three>return 0;
}

其次，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。

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第一种是 vi 文件名&#xff0c;然后进入vi编辑&#xff0c;完了之后保存退出&#xff1b;然后ls看一下&#xff0c;文件有了&#xff1b; 在终端输入 cat > 文件名&#xff0c;这没用过&#xff1b;输入以后回车&#xff0c;不会退出命令&#xff1b;输入一行文字&#xff…
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ES6中Proxy和Proxy实例

ES6中Proxy和Proxy实例

1.Proxy Proxy 这个词的原意是代理&#xff0c;用在这里表示由它来“代理”某些操作&#xff0c;可以译为“代理器” 使用方法 let p new Proxy(target, handler);其中&#xff0c;target 为被代理对象。handler 是一个对象&#xff0c;其声明了代理 target 的一些操作。p 是…
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基于jeecg-boot的flowable流程自定义业务退回撤回或驳回到发起人后的再次流程提交

基于jeecg-boot的flowable流程自定义业务退回撤回或驳回到发起人后的再次流程提交

更多nbcio-boot功能请看演示系统 gitee源代码地址 后端代码&#xff1a; https://gitee.com/nbacheng/nbcio-boot 前端代码&#xff1a;https://gitee.com/nbacheng/nbcio-vue.git 在线演示&#xff08;包括H5&#xff09; &#xff1a; http://122.227.135.243:9888 主要…
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你知道Vue 3.0中Treeshaking特性吗？

你知道Vue 3.0中Treeshaking特性吗？

介绍 Vue 3.0引入了Tree-shaking特性&#xff0c;旨在优化构建过程并减小最终生成的代码大小。Tree-shaking是一种在构建时移除未使用代码的技术&#xff0c;通过分析模块的依赖关系&#xff0c;将没有被引用的部分从最终的打包文件中排除掉。这可以大大减少应用的体积&#x…
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【VL tracking】Towards Unified Token Learning for Vision-Language Tracking

【VL tracking】Towards Unified Token Learning for Vision-Language Tracking

不知道什么原因学校认证账号进不去&#xff0c;下载不了最新的PDF 广西师范大学 | 国科大 | 厦大 代码开源 zhihu指路&#x1f449;【VL tracking】MMTrack阅读 问题 一方面&#xff0c;传统的VL tracking方法需要昂贵的先验知识。例如&#xff0c;一些tracker是专门用于bou…
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