目录
序列式容器和关联式容器
set
set类的介绍
构造和迭代器
增删查
insert
find和erase
erase迭代器失效
lower_bound与upper_bound
multiset和set的区别
map
map类的介绍
pair类型介绍
构造和迭代器
增删查
map数据修改:重载operator[]
multimap和map的区别
序列式容器和关联式容器
一般来说,像string、vector、list、deque、forward_list等容器,这些容器的底层逻辑机构为线性序列的数据结构,所以这些容器也叫做序列式容器,序列式容器两个位置存储的值之间一般没有紧密的关联关系,如若将其交换,依旧是序列式容器。序列式容器中的元素是按他们在容器中的存储位置保存和访问的。
与之相反,关联式容器逻辑结构通常是非线性的,两个位置有紧密的关联关系,不允许交换,因为会破坏存储结构。关联式容器中的元素是按照关键字来保存和访问的。
关联式容器有map/set系列和unordered_set/unordered_map系列。map和set的底层是红黑树(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。
set
set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 空间配置器> class set;
说明:
1.T就是set底层关键字key的类型。
2。set默认支持(不传参)是小于比较,如果有需求,可更改传入的仿函数。
3.set底层存储数据的内存是从空间配置器申请的,如果有特别需要可以自己实现内存池传入。
4.一般而言,我们只需传入第一个参数,后两个参数不需要手动传。
5.set的底层是红黑树,增删查的效率是O(logN),迭代且走的是树的中序遍历,得到的结果是有序的。
template < class T, // set::key_type/value_typeclass Compare = less<T>, // set::key_compare/value_compareclass Alloc = allocator<T> // set::allocator_type 空间配置器> class set;//1.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);//2.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);//3.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;//1.删除一个迭代器位置的值
iterator erase(const_iterator position);//2.删除val,val不存在返回0,存在返回1
size_type erase(const value_type& val);//3.删除一段迭代器区间的值
iterator erase(const_iterator first, const_iterator last);//返回大于等于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;
set是key结构, map才是key/value结构, 这里的key_type和value_type是为了保持与map一致,所以才有了value_type,在set中其实就是key,当然key_type也是key。
构造和迭代器
1.set的构造有无参默认构造、迭代器区间构造、拷贝构造和列表构造。
2.set的迭代器是双向迭代器,支持正向和反向遍历,但要注意的是,无法通过迭代器修改数据,这样会破坏搜索树的结构。
void test_set1()
{vector<int> v({1,5,4,2,3,6,7,8,9});set<int> s1; //无参认构造set<int> s2(v.begin(), v.end()); //迭代器区间构造set<int> s3(s2); //拷贝构造set<int> s = { 1,5,4,2,3,6,7,8,9 }; //列表初始化构造//1.正向迭代器for (auto e : s2){cout << e << " ";}cout << endl;//set<int>::iterator it = s2.begin();auto it = s2.begin();while (it != s2.end()){cout << *it << " ";++it;}cout << endl;//2.set是双向迭代器迭代器支持++/--,但是不是随机迭代器不支持+/-it = --s2.end();auto end = --s2.begin();while (it != end){cout << *it << " ";--it;}cout << endl;//3.反向迭代器//auto rit = s2.rbegin();set<int>::reverse_iterator rit = s2.rbegin();while (rit != s2.rend()){cout << *rit << " ";++rit; }cout << endl;}
增删查
set支持增删查,但不支持修改,会破坏红黑树的结构。
set不支持插入相同的数据,但是multiset支持插入相同的数据。
insert
//1.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);//2.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);//3.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);
删除具体的值返回size_type而不是bool是为了与multiset保持一致,multiset含有重复数据(例如:multiset中有3个5,若要删除5,则返回值就是3)
void test_set2()
{vector<int> v({ 7,6,8 });//1.单个数据插入,如果已经存在则插入失败 set<int> s1;s1.insert(3);s1.insert(3);s1.insert(1);s1.insert(2);//2.插入列表,同理如果已经存在则该数据插入失败s1.insert({ 4, 6, 5, 4 });//3.插入迭代器区间s1.insert(v.begin(), v.end());set<int> s2;s2.insert(3);s2.insert(2);s2.insert(1);s2.insert(5);s2.insert(4);s2.insert(5);set<int>::iterator it = s2.begin();while (it != s2.end()){cout << *it << " "; //输出1 2 3 4 5++it;}cout << endl;//单参数支持隐式类型转换:构造tmp+用tmp拷贝构造strs1——>优化为直接构造strs1set<string> strs1 = { "white", "blue", "black" };//调用默认构造set<string> strs2({ "white", "blue", "black" });//遍历strs1比较ascll码大小顺序遍历的for (auto& e : strs1){cout << e << " ";}cout << endl;
}
find和erase
find在算法库也有,适用于各种容器,时间复杂度为O(n)。
auto pos1 = find(s.begin(), s.end(), x);
set自己的find是利用二叉搜树进行查找,时间复杂度 O(logN)
auto pos2 = s.find(x);
//1.删除一个迭代器位置的值
iterator erase (const_iterator position);//2.删除val,val不存在返回0,存在返回1
size_type erase (const value_type& val);//3.删除⼀段迭代器区间的值
iterator erase (const_iterator first, const_iterator 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;
void test_set3()
{set<int> s = { 3, 2, 1, 5, 6, 7, 8, 9 , 11, 13, 12, 15, 14};//1.迭代器删除最小值s.erase(s.begin());//2.删除具体的值val:底层就是find+迭代器删除int x;cin >> x;int num = s.erase(x);if(num)cout << x << "删除成功!" << endl;elsecout << x << "不存在!" << endl;//3.删除一段迭代器区间的值,注意是左闭右开区间auto first = s.find(5);auto last = s.find(7);s.erase(first, last);for (auto e : s)cout << e << " ";cout << endl;//find+迭代器删除int y;cin >> y;//找到返回该值的迭代器,找不到返回s.end()auto pos = s.find(y);if (pos != s.end())s.erase(pos);elsecout << y << "不存在!" << endl;//利用count间接实现快速查找int z;cin >> z;if(s.count(z))cout << z << "存在!" << endl;elsecout << z << "不存在!" << endl;
}
erase迭代器失效
void test_set4()
{set<int> s = { 1, 3, 4 ,6, 5, 2 };auto pos = s.find(4);//pos位置的迭代器失效//s.erase(pos);//cout << *pos << endl; //强行访问导致程序崩溃//正确做法,erase会返回删除元素的下一个元素,更新pospos = s.erase(pos);//4的下一个元素是5cout << *pos << endl;//注意,若查找的是6的话,那么删除6后迭代器pos就变成了s.end(),此时访问程序崩溃}
lower_bound与upper_bound
//返回大于等于val位置的迭代器:按照搜索树的规则找
iterator lower_bound(const value_type& val) const;//返回大于val位置的迭代器:按照搜索树的规则找
iterator upper_bound(const value_type& val) const;
void test_set5()
{set<int> s1;for (int i = 1; i < 10; i++){s1.insert(i * 10); //10 20 30 40 50 60 70 80 90}set<int> s2(s1);cout << endl;//要求:删除[30, 60]区间的值//1.erase的迭代器区间删除左闭右开:[)auto first = s1.find(30);auto last = s1.find(70);s1.erase(first, last);for (auto e : s1){cout << e << " "; //10 20 70 80 90}cout << endl;//要求:删除[25, 55]区间的值,那就要找到30 60位置的迭代器,但上面的方法无效,因为find查找不到,返回的是s.end()迭代器//此时需要用到lower_bound和upper_boundauto itlow = s2.lower_bound(25); //返回 >= 25的迭代器:就是30位置的迭代器auto itup = s2.upper_bound(55); //返回 > 55的迭代器:就是60位置的迭代器s2.erase(itlow, itup);for (auto e : s2){cout << e << " "; //10 20 60 70 80 90}cout << endl;}
multiset和set的区别
multiset与set的使用基本类似,主要区别在于multiset支持冗余插入,那么insert/find/count/erase就会有所区别。
void test_set6()
{//相比set不同的是,multiset是排序,但是不去重 multiset<int> mulset = { 4,2,7,2,4,8,4,5,4,9 };auto it = mulset.begin();while (it != mulset.end()){cout << *it << " "; //输出:2 2 4 4 4 4 5 7 8 9++it;}cout << endl;//x可能会存在多个,find查找中序的第一个 int x;cin >> x;auto pos = mulset.find(x);while (pos != mulset.end() && *pos == x){cout << *pos << " ";++pos;}cout << endl;//count会返回x的实际个数 cout << mulset.count(x) << endl;//erase给值时会删除所有的x mulset.erase(x);for (auto e : mulset){cout << e << " ";}cout << endl;}
map
map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;
1.Key就是map底层关键字声明,T就是map底层value的类型。
2.map默认要求Key支持小于比较,如若需要,可以手动传仿函数。
3.map底层存储数据的内存是从空间配置器申请的。
4。map底层也是红黑树,增删查改的效率是O(logN) ,注意,这里的改指的是修改Value,Key是不能修改的。
pair类型介绍
template <class T1, class T2>
struct pair
{T1 first;T2 second;//无参默认构造pair():first(T1()),second(T2()){}pair(const T1& a, const T2& b):first(a),second(b){}//拷贝构造template<class U, class V>pair(const pair<U, V>& pr):first(pr.first),second(pr.second);{}
};//创建pair对象
template <class T1, class T2>
inline ::pair<T1, T2> make_pair(T1 x, T2 y)
{return pair<T1, T2>(x, y);
}
Member types
key_type -> The first template parameter (Key)
mapped_type -> The second template parameter (T)
value_type -> pair<const key_type,mapped_type>
map是key/value搜索场景的结构,key_type就是key,而mapped_type就是value,而value_type才是pair。
构造和迭代器
1.mapt的构造有无参默认构造、迭代器区间构造、拷贝构造和列表构造。
2.map支持正向和反向迭代,遍历默认是升序。
//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) 拷贝构造
map(const map& x);//initializer list (4) 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();
void test_map1()
{//无参默认构造map<int, int> m1;//迭代器区间构造vector<pair<int, int>> v = { {1,1}, {2, 2}, {3, 3} };map<int, int> m2(v.begin(), v.end());//拷贝构造map<int, int> m3(m2);//列表初始化构造map<int, int> m4 = { {1,1}, {2, 2}, {3, 3}, { 4, 4} };//1.正向迭代器//map<int, int>::iterator it = m4.begin();auto it = m4.begin();while (it != m4.end()){cout << it->first << " " << it->second << endl;++it;}cout << endl;//2.反向迭代器auto rit = m4.rbegin();while (rit != m4.rend()){cout << rit->first << " " << rit->second << endl; //输出:1 2 1 2++rit;}cout << endl;
}
增删查
Member types
key_type -> The first template parameter (Key) //key
mapped_type -> The second template parameter (T) //value
value_type -> pair<const key_type,mapped_type> //pair//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1
size_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);//返回大于等于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 upper_bound(const key_type& k) const;
void test_map2()
{map<string, string> dict;//插入有名对象pair<string, string> kv1("first", "第一");dict.insert(kv1);//插入匿名对象dict.insert(pair<string, string>("second", "第二"));//利用make_pair函数返回构造的pair对象,插入dict.insert(make_pair("third", "第三"));//C++11支持多参数隐式类型转换成pair对象,插入dict.insert({ "forth", "第四" });//"forth"已经存在,插入失败dict.insert({ "forth", "第四" });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->first << " " << it->second << endl;++it;//it->first += 'x'; //key不支持修改//it->second += 'x'; // value支持修改}cout << endl;for (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;}}//erase与set中的erase一模一样,就不做演示了
}
关于insert这个函数,它返回的是一个pair,但这pair不是map里的pair,insert返回的pair的key是map的迭代器,value是一个bool值。当你插入一个{key,value}的时候,如果插入成功,返回的pair的迭代器是指向新节点的,bool值为真;当插入相同值的时候,也就是插入失败的时候,返回的pair的迭代器指向的是与插入{key,value}的key相等的节点,bool值为假。
所以这个insert既有插入的功能也有查找的功能。
map数据修改:重载operator[]
map支持修改value,既可以通过迭代器实现,也可以通过operator[]实现的。
注意从内部实现角度,map这理把我们传统说的value值,给的是T类型,typedef为mapped_type。而value_type是红黑树结点中存储的pair键值对值。日常使用我们还是习惯将这里的T映射值叫做value。
Member types
key_type -> The first template parameter (Key)
mapped_type -> The second template parameter (T)
value_type -> pair<const key_type,mapped_type>
//查找k,返回k所在的迭代器,没有找到返回end(),如果找到了通过iterator可以修改key对应的mapped_type(value)值
iterator find(const key_type& k);//insert插入一个pair<key, T>对象
//1.如果key已经在map中,插入失败,则返回一个pair<iterator,bool>对象,
//返回pair对象first是key所在结点的迭代器,second是false//2.如果key不在map中,插入成功,则返回一个pair<iterator,bool>对象,
//返回pair对象first是新插入key所在结点的迭代器,second是true//也就是说无论插入成功还是失败,返回pair<iterator,bool>对象的first都会指向key所在的迭代器
//那么也就意味着insert插入失败时充当了查找的功能,正是因为这一点,insert可以用来实现operator[]//需要注意的是这里有两个pair,不要混淆了,
//一个是map底层红黑树节点中存的pair<key, T>,
//另一个是insert返回值pair<iterator, bool>
pair<iterator, bool> insert(const value_type& val);
mapped_type& operator[] (const key_type& k);//operator的内部实现
mapped_type& operator[] (const key_type& k)
{//1.如果key不在map中,insert会插入key和mapped_type(value)的默认值,同时[]返回结点pair<iterator,bool>中存储//中的迭代器中存储的mapped_type(value)值的引用,那么我们可以通过引用修改返映射值。所以[]具备了插入 + 修改功能//2.如果k在map中,insert会插入失败,但是insert返回pair对象的first是指向与key值相同的结点的//迭代器,同时[]返回结点中存储mapped_type(value)值的引用,所以[]具备了查找 + 修改的功能pair<iterator, bool> ret = insert({ k, mapped_type() });iterator it = ret.first;return it->second;
}
void test_map3()
{map<string, string> dict;dict.insert({ "sort", "排序" });//insert不存在:插入{"insert", string()}dict["insert"];//left不存在:插入+修改dict["left"] = "左边";//left存在:修改 将"左边"修改为"左边、剩余"dict["left"] = "左边、剩余";//left存在:查找,确认left在才能这么用,否则就是插入了//输出:左边、剩余cout << dict["left"] << endl;//right不存在:插入//输出:什么都没有cout << dict["right"] << endl; }
void test_map4()
{//统计水果出现的次数 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> cntMap;//利用find和iterator修改功能,统计水果出现的次数 for (const auto& str : arr){//先查找水果在不在map中 //1、不在,说明水果第一次出现,则插入{水果, 1} //2、在,则查找到的节点中水果对应的次数++ auto ret = cntMap.find(str);if (ret == cntMap.end())cntMap.insert({ str, 1 });elseret->second++;}//利用[]插入+修改功能,巧妙实现统计水果出现的次数 for (auto& str : arr){//先查找水果在不在map中 //1、不在,说明水果第一次出现,则插入{水果, 1} //2、在,则查找到的节点中水果对应的次数++cntMap[str]++;}for (auto& e : cntMap){//输出苹果:6// 西瓜:3// 香蕉 : 2cout << e.first << ":" << e.second << endl;}
}
multimap和map的区别
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,而insert/find/count/erase也是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(因为key有重复,所以不知道修改哪个value)。
int main()
{multimap<string, string> dict;//插入一定成功dict.insert({ "sort", "排序" });dict.insert({ "sort", "排序1" });dict.insert({ "sort", "排序2" });dict.insert({ "sort", "排序3" });dict.insert({ "sort", "排序" });dict.insert({ "string", "字符串" });//将sort全部删除dict.erase("sort");return 0;
}
拜拜,下期再见😏
摸鱼ing😴✨🎞