C++容器之set和map

setmap容器

在 C++ 中,map 和 set 是两种关联容器,它们提供了基于键的快速查找、插入和删除操作。这两种容器在处理键值对或唯一键的集合时非常有用。

map 和 set 都是基于平衡二叉搜索树(Balanced Binary Search Tree)实现的。具体来说,它们通常使用红黑树(Red-Black Tree)来实现

我整理了下set和map常用的接口

C++ 中的 set:一种高效的数据结构

在 C++ 中,set 是一种关联容器,它存储唯一的元素,并且元素是按照升序排列的。set 不允许有重复的元素,这使得它非常适合用于存储有序集合或需要保持元素唯一性的场景。

1. set 容器的特性

  • 唯一性set 中的元素必须是唯一的。
  • 有序性set 中的元素是按照键的值进行排序的。
  • 高效查找set 提供高效的查找操作,平均时间复杂度为 O(log n)。
  • 迭代器支持set 支持迭代器,可以遍历所有元素。

2. set 接口

使用set的时候要包含头文件#includ <set>

set的初始化:

在这里插入图片描述
set只存储一个键(key)所以其定义如下:

#include <set>
std::set<int> A;//即定义一个空的set,名字是A
	

BeginEnd 遍历

在这里插入图片描述

  • begin: 返回指向 set 中第一个元素的迭代器。
    auto it = A.begin();
    

在这里插入图片描述

  • end: 返回指向 set 末尾的迭代器。
    auto it = A.end();
    

Insert 插入

在这里插入图片描述

  • insert:向set中插入值,特别点就是如果插入的元素已经存在于 set 中,则返回一个指向该元素的迭代器;否则,插入元素并返回一个指向新插入元素的迭代器。如果插入操作成功,返回的迭代器指向新插入的元素,并且布尔值 true;如果插入操作失败(例如,由于内存分配失败),返回的迭代器指向 set 的末尾,并且布尔值为 false。
   A.insert(1);
   A.insert(A.begin(), 1);
   A.insert(1, 3);//插入1,2,3

Find查找

在这里插入图片描述

  • find:使用 find 函数查找元素。如果元素存在,返回指向该元素的迭代器;否则返回 set 的结束迭代器。
    auto it = A.find(3);
	if (it != A.end())
	{
		cout << "Found" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "Not Found" << endl;
	}

Erase删除

在这里插入图片描述

  • erase: 从 set 中删除一个或多个元素。可以删除单个元素、一组元素或所有元素。

    删除单个元素:

    A.erase(3); // 删除所有值为3的元素
    

    删除指定位置的元素

    auto it = A.find(3);
    if (it != A.end()) {
        A.erase(it); // 删除找到的第一个值为3的元素
    }
    

    删除一组元素:

    A.erase(A.begin(), A.end()); // 删除所有元素
    

Size 获取大小

在这里插入图片描述

  • size: 返回 set 中元素的数量。
    int size = A.size();
    

Empty 判断是否为空

在这里插入图片描述

  • empty: 如果 set 为空,返回 true;否则返回 false
    bool empty = A.empty();
    

Clear 清空所有元素

在这里插入图片描述

  • clear: 清空 set 中的所有元素。
    A.clear();
    

3. set 容器的应用场景

  • 排序集合:存储需要排序的元素。
  • 唯一性集合:存储不重复的元素。
  • 查找集合:快速查找元素。

C++ 中的 map:一种高效的关联容器

在 C++ 中,map 是一种关联容器,它存储键值对,其中键是唯一的,用于唯一地标识每个元素,而值可以是重复的。map 中的元素是按照键的升序排列的。

1. map 容器的特性

  • 唯一性map 中的键必须是唯一的。
  • 有序性map 中的键值对是按照键的值进行排序的。
  • 高效查找map 提供高效的查找操作,平均时间复杂度为 O(log n)。
  • 迭代器支持map 支持迭代器,可以遍历所有元素。

2. map 接口

map 的初始化

在这里插入图片描述

#include <map>
std::map<int, std::string> myMap; // 定义一个map,键是int,值是string

BeginEnd 遍历

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

for (const auto& pair : myMap) {
    std::cout << pair.first << ": " << pair.second << std::endl;
}

Insert 插入

在这里插入图片描述

myMap.insert(std::make_pair(1, "one"));
myMap.insert({2, "two"});
myMap.insert({3, "three"}, {4, "four"});

Find 查找

在这里插入图片描述

auto it = myMap.find(2);
if (it != myMap.end()) {
    std::cout << "Found: " << it->first << ": " << it->second << std::endl;
} else {
    std::cout << "Not found." << std::endl;
}

Erase 删除

在这里插入图片描述

myMap.erase(2); // 删除键为2的元素
myMap.erase(myMap.begin(), myMap.end()); // 删除所有元素

Size 获取大小

在这里插入图片描述

int size = myMap.size();

Empty 判断是否为空

在这里插入图片描述

bool empty = myMap.empty();

Clear 清空所有元素

在这里插入图片描述

myMap.clear();

3. map 容器的应用场景

  • 字典或索引map 容器非常适合用于实现字典或索引,其中键用于快速定位值。例如,你可以使用 map 来存储单词和它们的定义。
  • 数据库索引:在数据库应用中,map 可以用来存储索引,以便快速查找数据。
  • 自动完成或建议:当你输入一个词的起始字母时,map 可以用来提供可能的单词建议。
  • 优先队列map 可以用来实现优先队列,其中键是优先级,值是相关数据。

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