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十五、map和set

1. 关联式容器

我们已经接触过STL中的部分容器，比如：vector 、list 、deque 等，这些容器统称为 序列式容器 。序列式容器底层的数据结构里面存储的是元素本身。
关联式容器也是用来存储数据的，与序列式容器不同的是，其 里面存储的是<key, value>结构的键值对 ，即底层的数据结构包含两个值，key代表键值 ，value代表与key对应的信息 。

在数据检索时关联式容器比序列式容器效率更高。

而set和map就是STL中的 树形结构的关联式容器 。底层是平衡二叉树（红黑树）。

2. set的介绍

set文档

3. set的使用

使用set记得包含 set 头文件哦。

#include<iostream>
#include<set>
using namespace std;void test01()
{set<int> s;s.insert(5);s.insert(2);s.insert(4);s.insert(1);s.insert(3);s.insert(2);s.insert(1);set<int>::iterator it = s.begin();while (it != s.end()){cout << *it << " ";++it;}cout << endl;for (auto e : s){cout << e << " ";}cout << endl;
}int main()
{test01();return 0;
}

对于 insert 的使用我们已经轻车熟路了。

我们发现结果跟插入的数据好像不匹配，这是因为set底层是平衡二叉树，自带排序属性，而且遇到重复的值不会再次插入，所以 set具有 排序 + 去重 的功能。

#include<iostream>
#include<set>
using namespace std;void test03()
{set<int> s;s.insert(5);s.insert(2);s.insert(4);s.insert(1);s.insert(3);s.insert(2);s.insert(1);set<int>::iterator it = s.find(5);// 使用迭代器进行删除时必须保证迭代器有效s.erase(it);// 使用指定value进行删除，如果该值存在则删除，不存在不做任何处理s.erase(666);for (auto e : s){cout << e << " ";}cout << endl;
}int main()
{test03();return 0;
}

当使用迭代器进行删除时确保迭代器有效，否则会报错。

#include<iostream>
#include<set>
using namespace std;void test02()
{set<int> s;s.insert(5);s.insert(2);s.insert(4);s.insert(1);s.insert(3);s.insert(2);s.insert(1);set<int>::iterator it = s.find(5);if (it != s.end()){cout << "找到了" << endl;}
}int main()
{test02();return 0;
}

find查找到元素会返回一个指向元素的迭代器，没找到则返回指向end()的迭代器。

count()会返回这个值有几个。

#include<iostream>
#include<set>
using namespace std;void test04()
{set<int> s;s.insert(5);s.insert(2);s.insert(4);s.insert(1);s.insert(3);s.insert(2);s.insert(1);cout << s.count(1) << endl;cout << s.count(77) << endl;
}int main()
{test04();return 0;
}

#include<iostream>
#include<set>
using namespace std;void test05()
{set<int> s;s.insert(5);s.insert(2);s.insert(4);s.insert(1);s.insert(6);s.insert(2);s.insert(1);// lower_bound返回 容器里第一个 >= value的值auto start = s.lower_bound(3);// opper_bound返回 容器里第一个 > value的值auto finish = s.upper_bound(5);cout << *start << endl;cout << *finish << endl;// 迭代器区间删除s.erase(start, finish);for (auto e : s){cout << e << " ";}cout << endl;
}int main()
{test05();return 0;
}

lower_bound返回 容器里第一个 >= value的值
opper_bound返回 容器里第一个 > value的值

4. multiset

multiset的用法与set基本一样，只是 multiset允许出现重复值 。

此时这里的返回值就有了意义，返回删除的元素个数。

当有重复值时，find返回的迭代器指向中序遍历的第一个要查找的值。

5. map的介绍

map文档

map底层其实是 pair 。而 pair 其实是一个类模板。

成员变量有两个，一个first，一个second，在map里，first一般存的是key，second存的是value。

6. map的使用

使用map时记得包含 map 头文件哦。

#include<iostream>
#include<map>
using namespace std;void test01()
{map<string, string> dict;dict.insert(pair<string, string>("sort", "排序"));dict.insert(pair<string, string>("string", "字符串"));dict.insert({ "apple", "苹果" });dict.insert(make_pair("sort", "排序"));map<string, string>::iterator it = dict.begin();while (it != dict.end()){// 两种获取key和value的方法cout << (*it).first << " " << it->second << endl;++it;}
}int main()
{test01();return 0;
}

make_pair是一个模板函数，跟pair那种写法没区别。


map同样具有 排序 + 去重 的功能，排序的依据是map的 key 。

#include<iostream>
#include<map>
using namespace std;void test02()
{map<string, string> dict;dict.insert(make_pair("sort", "排序"));dict.insert(make_pair("string", "字符串"));dict.insert(make_pair("sort", "xxxx"));for (auto& e : dict){cout << e.first << " " << e.second << endl;}
}int main()
{test02();return 0;
}

此时第三个插入并不会插入，也不会更新。

map的其他成员函数基本没啥大的变化，我们不再赘述。

7. multimap

multimap跟map的区别与multiset与set的区别类似。

#include<iostream>
#include<map>
using namespace std;void test03()
{multimap<string, string> dict;dict.insert(make_pair("sort", "排序"));dict.insert(make_pair("string", "字符串"));dict.insert(make_pair("sort", "xxxx"));dict.insert(make_pair("sort", "排序"));for (auto& e : dict){cout << e.first << " " << e.second << endl;}
}int main()
{test03();return 0;
}

此时就可以插入重复值了。（排序时只看key）

8. map中重载的operator[]

map的普通统计次数：

#include<iostream>
#include<map>
using namespace std;void test04()
{string arr[] = { "苹果","西瓜","苹果","西瓜","苹果","苹果","西瓜","苹果","香蕉","苹果","西瓜","香蕉","草莓" };map<string, int> countMap;for (auto& e : arr){// 查找map<string, int>::iterator it = countMap.find(e);// 有则数量+1if (it != countMap.end()){it->second++;}// 没有则插入else{countMap.insert(make_pair(e, 1));}}for (auto& e : countMap){cout << e.first << " " << e.second << endl;}
}int main()
{test04();return 0;
}

当key存在时，operator[]可以返回这个key所映射的value的引用。
operator[]的访问原型：


map的insert函数返回一个pair，第二个数据代表是否插入成功，如果成功（第一次出现）则返回 true 。第一个数据代表指向这个key的迭代器（已经存在的或新插入的）。
所以上面的统计次数代码可以改成：

#include<iostream>
#include<map>
using namespace std;void test05()
{string arr[] = { "苹果","西瓜","苹果","西瓜","苹果","苹果","西瓜","苹果","香蕉","苹果","西瓜","香蕉","草莓" };map<string, int> countMap;for (auto& e : arr){pair<map<string, int>::iterator, bool> ret;ret = countMap.insert(make_pair(e, 1));// 已经存在if (ret.second == false){// 迭代器指向的value + 1ret.first->second++;}}for (auto& e : countMap){cout << e.first << " " << e.second << endl;}
}int main()
{test05();return 0;
}

所以operator[]的访问就跟insert差不多，插入的value是类型的默认构造值。所以上面的统计代码也可以写成：

#include<iostream>
#include<map>
using namespace std;void test06()
{string arr[] = { "苹果","西瓜","苹果","西瓜","苹果","苹果","西瓜","苹果","香蕉","苹果","西瓜","香蕉","草莓" };map<string, int> countMap;for (auto& e : arr){countMap[e]++;}for (auto& e : countMap){cout << e.first << " " << e.second << endl;}
}int main()
{test06();return 0;
}

于是，插入也可以写成这样：

void test07()
{map<string, string> dict;// 插入dict["sort"];// 查找cout << dict["sort"] << endl;// 修改dict["sort"] = "xxx";// 插入 + 修改dict["apple"] = "苹果";
}

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未完待续