C++——map和set类用法指南

一、前言

1.1 关联式容器

关联式容器也是用来存储数据的,与序列式容器不同的是,其里面存储的是<key,value>结构的键值对,在数据检索时比序列式容器效率更高

1.2 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。

二、set

2.1 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中的元素不能再容器中修改(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实现的

【注意】

  1. 与map/multimap不同,map/multimap中存储的是真正的键值对<key,calue>,set中只放value,但在底层实际存放的是有<value,value>构成的键值对。
  2. set中插入元素时,只需要插入value即可,不需要构建键值对。
  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O(logN)。
  7. set中的元素不允许修改。
  8. set中的底层使用二叉搜索树来实现。

2.2 使用

2.3 实现

void Test_set()
{
	set<int> s;
	s.insert(5);
	s.insert(2);
	s.insert(4);
	s.insert(6);
	s.insert(1);
	s.insert(3);
	s.insert(2);
	s.insert(8);
	s.insert(4);
	// 正向打印set中的元素,从打印结果可以看出set可以去重
	for (auto e : s)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;

	auto ret1 = s.insert(2);
	cout << ret1.second << endl;

	pair<set<int>::iterator, bool> ret2 = s.insert(2);
	cout << ret2.second << endl;

	if (s.count(6))
	{
		cout << "6在" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "6不在" << endl;
	}

	if (s.count(10))
	{
		cout << "10在" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "10不在" << endl;
	}

	s.erase(3); // 删除存在的
	s.erase(10); // 删除不存在的
	for (auto e : s)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;
}

三、map

3.1 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通常用于排序和唯一的标示元素,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,为其取别名为pair:typedef pair<const key,T>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,更准确的说是平衡二叉树。

3.2 使用

3.2.1 模板参数说明

  • key: 键值对中key的类型
  • T: 键值对中value的类型
  • Compare : 比较器的类型,map中的元素是按照key来比较的,缺省情况下按照小于来比
    较,一般情况下(内置类型元素)该参数不需要传递,如果无法比较时(自定义类型),需要用户
    自己显式传递比较规则(一般情况下按照函数指针或者仿函数来传递)
  • Alloc:通过空间配置器来申请底层空间,不需要用户传递,除非用户不想使用标准库提供的
    空间配置器
  • 注意:在使用map时,需要包含头文件。

3.2.2 迭代器

3.2.3 修改

四、muitiset

1. multiset是按照特定顺序存储元素的容器,其中元素是可以重复的。
2. 在multiset中,元素的value也会识别它(因为multiset中本身存储的就是<value, value>组成的键值对,因此value本身就是key,key就是value,类型为T).multiset元素的值不能在容器中进行修改(因为元素总是const的),但可以从容器中插入或删除。
3. 在内部,multiset中的元素总是按照其内部比较规则(类型比较)所指示的特定严格弱排序准则进行排序。
4. multiset容器通过key访问单个元素的速度通常比unordered_multiset容器慢,但当使用迭代器遍历时会得到一个有序序列。
5. multiset底层结构为二叉搜索树(红黑树)。

【注意】

  1. multiset 中再底层中存储的是 <value, value> 的键值对
  2. multiset的插入接口中只需要插入即可
  3. 与set的区别是,multiset中的元素可以重复,set中的value是唯一的
  4. 使用迭代器对multiset中的元素进行遍历,可以得到有序的序列
  5. multiset中的元素不能修改
  6. 在multiset中找某个元素,时间复杂度为O(logN)
  7. multiset的作用:可以对元素进行排序

五、multimap

1. Multimaps是关联式容器,它按照特定的顺序,存储由key和value映射成的键值对<key,value>,其中多个键值对之间的key是可以重复的。
2. 在multimap中,通常按照key排序和惟一地标识元素,而映射的value存储与key关联的内容。key和value的类型可能不同,通过multimap内部的成员类型value_type组合在一起,value_type是组合key和value的键值对 :typedef pair<const Key, T> value_type;
3. 在内部,multimap中的元素总是通过其内部比较对象,按照指定的特定严格弱排序标准对key进行排序的。
4. multimap通过key访问单个元素的速度通常比unordered_multimap容器慢,但是使用迭代器直接遍历multimap中的元素可以得到关于key有序的序列。
5. multimap在底层用二叉搜索树(红黑树)来实现。

注意:multimap和map的唯一不同就是:map中的key是唯一的,而multimap中key是可以重复的。

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