1.序列式容器和关联式容器

在C++ 中，序列式容器和关联式容器是两种不同类型的容器，用于存储和管理数据。

1.1序列式容器:

string、vector、list、deque、array、forward_list等，这些容器统称为序列式容器，因为逻辑结构为线性序列的数据结构，两个位置存储的值之间⼀般没有紧密的关联关系，⽐如交换⼀下，他依旧是序列式容器。顺序容器中的元素是按他们在容器中的存储位置来顺序保存和访问的。

1.2关联式式容器:

关联式容器也是⽤来存储数据的，与序列式容器不同的是，关联式容器逻辑结构通常是非线性结构，
两个位置有紧密的关联关系，交换⼀下，他的存储结构就被破坏了。关联式容器主要有set（集合）、map（映射）、multiset（多重集合）、multimap（多重映射）等。这些容器存储的元素是根据特定的规则（通常是一个比较函数或者键值）来组织的，方便快速查找。
map和set底层是红⿊树，红黑树是⼀颗平衡⼆叉搜索树。set是key搜索场景的结构，map是key/value搜索场景的结构。

2.set的使用

2.1set和multiset参考文档

点这里

2.2set类的介绍

template < class T, // set::key_type/value_typeclass Compare = less<T>, // set::key_compare/value_compareclass Alloc = allocator<T> // set::allocator_type
> class set;

1.T是set底层关键字的类型。
2.set默认要求T⽀持⼩于⽐较，如果不⽀持或者想按⾃⼰的需求⾛可以⾃⾏实现仿函数传给第⼆个模版参数。
3.⼀般情况下，我们都不需要传后两个模版参数。
4.set底层是用红黑树实现，增删查效率是$logN$ ，迭代器遍历是走的搜索树的中序，所以是有序的。

2.3set的构造和迭代器

// empty (1) ⽆参默认构造explicit set (const key_compare& comp = key_compare(),const allocator_type& alloc = allocator_type());
// range (2) 迭代器区间构造template <class InputIterator>set (InputIterator first, InputIterator last,const key_compare& comp = key_compare(),const allocator_type& = allocator_type());
// copy (3) 拷⻉构造set (const set& x);
// initializer list (5) initializer 列表构造set (initializer_list<value_type> il,const key_compare& comp = key_compare(),const allocator_type& alloc = allocator_type());
// 迭代器是⼀个双向迭代器iterator -> a bidirectional iterator to const value_type
// 正向迭代器iterator begin();iterator end();
// 反向迭代器reverse_iterator rbegin();reverse_iterator rend();

#include<iostream>
#include<set>
using namespace std;
int main()
{	//默认构造		set<int> s//用迭代区间构造vector <int> v = { 4,6,1,9,10 };set<int> s1(v.begin(), v.end());for (auto e : s1){cout << e << " ";}cout << endl;//拷贝构造set<int> s2(s1);for (auto e : s1){cout << e << " ";}cout << endl;//用初始化列表初始化set<int> s3 = { 3,6,1,2,9 };for (auto e : s){cout << e << " ";}cout << endl;return 0;
}

2.4set的增删查

Member types
key_type -> The first template parameter (T)
value_type -> The first template parameter (T)
// 单个数据插⼊，如果已经存在则插⼊失败
pair<iterator,bool> insert (const value_type& val);
// 列表插⼊，已经在容器中存在的值不会插⼊
void insert (initializer_list<value_type> il);
// 迭代器区间插⼊，已经在容器中存在的值不会插⼊
template <class InputIterator>
void insert (InputIterator first, InputIterator last);
// 查找val，返回val所在的迭代器，没有找到返回end()
iterator find (const value_type& val);
// 查找val，返回Val的个数
size_type count (const value_type& val) const;
// 删除⼀个迭代器位置的值
iterator erase (const_iterator position);
// 删除val，val不存在返回0，存在返回1
size_type erase (const value_type& val);
// 删除⼀段迭代器区间的值
iterator erase (const_iterator first, const_iterator last);
// 返回⼤于等val位置的迭代器
iterator lower_bound (const value_type& val) const;
// 返回⼤于val位置的迭代器
iterator upper_bound (const value_type& val) const;

#include<iostream>
#include<set>
using namespace std;
int main()
{			// 去重+升序排序set<int> s;//set<int, greater<int>> s;s.insert(5);s.insert(2);s.insert(7);s.insert(5);s.insert(7);s.insert(3);//set<int>::iterator it = s.begin();auto it = s.begin();while (it != s.end()){cout << *it <<" ";++it;}cout << endl;// 插⼊⼀段initializer_list列表值，已经存在的值插⼊失败s.insert({ 2,8,3,9,2 });for (auto e : s){cout << e << " ";}cout << endl;set<string> strset = { "sort", "insert", "add" };//遍历string比较ascll码大小顺序遍历的for (auto& e : strset){cout << e << " ";}cout << endl;return 0;
}

2.5multiset和set的差异

multiset和set的使⽤基本完全类似，主要区别点在于multiset⽀持值冗余，那么insert/find/count/erase都围绕着⽀持值冗余有所差异.

#include<iostream>
#include<set>
using namespace std;
int main()
{// 相比set不同的是，multiset是排序，但是不去重multiset<int> s = { 4,2,7,2,4,8,4,5,4,9 };auto it = s.begin();while (it != s.end()){cout << *it << " ";++it;}cout << endl;// 相比set不同的是，x可能会存在多个，find查找中序的第⼀个int x;cin >> x;auto pos = s.find(x);while(pos != s.end() && *pos == x){cout << *pos << " ";++pos;}cout << endl;// 相比set不同的是，count会返回x的实际个数cout << s.count(x) << endl;// 相比set不同的是，erase给值时会删除所有的xs.erase(x);for (auto e : s){cout << e << " ";}cout << endl;return 0;
}

3map系列的使用

3.1 map和multimap参考文档

点这里

3.2map类的介绍

template < class Key, // map::key_typeclass T, // map::mapped_typeclass Compare = less<Key>, // map::key_compareclass Alloc = allocator<pair<const Key,T> > //map::allocator_type
> class map;

Key就是map底层关键字的类型，T是map底层value的类型，set默认要求Key⽀持小于比较，如果不⽀持或者需要的话可以自行实现仿函数传给第⼆个模版参数，map底层存储数据的内存是从空间配置器申请的。⼀般情况下，我们都不需要传后两个模版参数。map底层是用红黑树实现，增删查改效率是 $O(logN)$ ，迭代器遍历是走的中序，所以是按key有序顺序遍历的。

3.3pair类型介绍

map底层的红⿊树节点中的数据，使用pair<Key, T>存储键值对数据。在C++中， pair 是一个模板类，用于将两个不同类型(可以相同)的值组合成一个单一的对象。 pair 的主要用途是方便地返回两个值，或者将两个相关的值作为一个单元来处理。例如，在一个函数中需要同时返回一个字符串和一个整数，就可以使用 pair 。
pair 有两个公有成员变量，分别是 first 和 second ，用于访问这两个值。例如

include <iostream>
#include <utility>
using namespace std;
int main() {pair<std::string, int> p("ten", 10);cout << "The first value is: " << p.first << std::endl;cout << "The second value is: " << p.second << std::endl;return 0;
}

输出为：

3.4map的构造

map的支持正向和反向迭代遍历，遍历默认按key的升序顺序，因为底层是⼆叉搜索树，迭代器遍历走的中序；支持迭代器就意味着支持范围for，map支持修改value数据，不⽀修改key数据，修改关键字数据，破坏了底层搜索树的结构。

// empty (1) ⽆参默认构造explicit map (const key_compare& comp = key_compare(),const allocator_type& alloc = allocator_type());
// range (2) 迭代器区间构造template <class InputIterator>map (InputIterator first, InputIterator last,const key_compare& comp = key_compare(),const allocator_type& = allocator_type());
// copy (3) 拷⻉构造map (const map& x);
// initializer list (5) initializer 列表构造map (initializer_list<value_type> il,const key_compare& comp = key_compare(),const allocator_type& alloc = allocator_type());
// 迭代器是⼀个双向迭代器iterator -> a bidirectional iterator to const value_type
// 正向迭代器iterator begin();iterator end();
// 反向迭代器reverse_iterator rbegin();reverse_iterator rend();

#include<iostream>
#include<set>
#include<vector>
#include<map>
#include<string>
using namespace std;
int main()
{//默认构造，key为int类型，value为string类型map<int ,string> myMap;//迭起器构造vector<pair<int, string>> vec = { {1, "one"}, {2, "two"} };map<int, string> myMap(vec.begin(), vec.end());//拷贝构造map<int, string> otherMap = { {1, "one"}, {2, "two"} };map<int, string> myMap(otherMap);//初始化列表构造map<int, string> otherMap = { {1, "one"}, {2, "two"} };return 0;
}

3.5map的增删查

map增接口，插⼊的pair键值对数据，跟set所有不同，但是查和删的接⼝只⽤关键字key跟set是完全类似的，不过find返回iterator，不仅仅可以确认key在不在，还找到key映射的value，同时通过迭代还可以修改value

	Member typeskey_type -> The first template parameter (Key)mapped_type -> The second template parameter (T)value_type -> pair<const key_type,mapped_type>
// 单个数据插⼊，如果已经key存在则插⼊失败,key存在相等value不相等也会插⼊失败pair<iterator,bool> insert (const value_type& val);
// 列表插⼊，已经在容器中存在的值不会插⼊void insert (initializer_list<value_type> il);
// 迭代器区间插⼊，已经在容器中存在的值不会插⼊template <class InputIterator>void insert (InputIterator first, InputIterator last);
// 查找k，返回k所在的迭代器，没有找到返回end()iterator find (const key_type& k);
// 查找k，返回k的个数size_type count (const key_type& k) const;
// 删除⼀个迭代器位置的值iterator erase (const_iterator position);
// 删除k，k存在返回0，存在返回1size_type erase (const key_type& k);
// 删除⼀段迭代器区间的值iterator erase (const_iterator first, const_iterator last);
// 返回⼤于等k位置的迭代器iterator lower_bound (const key_type& k);
// 返回⼤于k位置的迭代器const_iterator lower_bound (const key_type& k) const;

int main()
{map<string, string> dict;dict.insert({ "second", "第二个" });dict.insert(make_pair("sort", "排序"));//这两种方式都可以将键值对插入到 map 中。// 如果插入的键已经存在， insert 操作会失败（在 map 中键是唯一的），// 不会修改已有的键值对。// C++11dict.insert({ "auto", "自动的" });//[]仅仅于适用于插入新键,//这种方式在键不存在时会插入新的键值对，键存在时会修改对应的值。dict["three"];// 这样就删除了键为 "first"的键值对。dict.erase("first");map<string, string>::iterator it = dict.begin();cout << endl;return 0;
}

查询元素:find函数

语法：auto it = map_name.find(key); ，其中 map_name 是 map 对象， key 是要查找的键。如果找到， it 指向找到的键值对；如果没找到，it 等于 map_name.end() 。

	map<int, string> myMap = { {1, "one"}, {2, "two"} };auto it = myMap.find(1);if (it!= myMap.end()) {cout << "Found: " << it->second << endl;} else {cout << "Not found." << endl;}

count函数

语法： int count = map_name.count(key); 
//返回键 key 出现的次数。在 map 中，因为键是唯一的，
//所以 count 要么是 0 （没//找到）要么是 1 （找到）。
示例：map<int, string> myMap = { {1, "one"}, {2, "two"} };int count = myMap.count(1);if (count == 1) {cout << "Found." << endl;}else{cout << "Not found." << endl;}

构造遍历及增删查使用样例

#include<iostream>
#include<map>
using namespace std;
int main()
{// initializer_list构造及迭代遍历map<string, string> dict = { {"left", "左边"}, {"right", "右边"},{"insert", "插入"},{ "string", "字符串" } };//map<string, string>::iterator it = dict.begin();auto it = dict.begin();while (it != dict.end()){//cout << (*it).first <<":"<<(*it).second << endl;// map的迭代基本都使用operator->,这里省略了⼀个->// 第⼀个->是迭代器运算符重载，返回pair*，第⼆个箭头是结构指针解引⽤取//pair数据//cout << it.operator->()->first << ":" << it.operator->()-//> second << endl;cout << it->first << ":" << it->second << endl;++it;}cout << endl;// insert插入pair对象的4种方式，对比之下，最后⼀种最方便pair<string, string> kv1("first", "第⼀个");dict.insert(kv1);dict.insert(pair<string, string>("second", "第⼆个"));dict.insert(make_pair("sort", "排序"));dict.insert({ "auto", "⾃动的" });// "left"已经存在，插入失败dict.insert({ "left", "左边，剩余" });// 范围for遍历for (const auto& e : dict){cout << e.first << ":" << e.second << endl;}cout << endl;string str;while (cin >> str){auto ret = dict.find(str);if (ret != dict.end()){cout << "->" << ret->second << endl;}else{cout << "无此单词，请重新输⼊" << endl;}}return 0;
}

4.multimap和map的差异

multimap和map的使⽤基本完全类似，主要区别点在于multimap⽀持关键值key冗余，那么insert/find/count/erase都围绕着⽀持关键值key冗余有所差异，这⾥跟set和multiset完全⼀样，⽐如find时，有多个key，返回中序第⼀个。其次就是multimap不⽀持[ ]，因为⽀持key冗余，[ ]就只能支持插入了，不能支持修改。