一、关联式容器

在初阶篇中，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，因为其底层为线性序列的数据结构，里面存储的是元素本身。

那什么是关联式容器？它与序列式容器有什么区别？

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。

二、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代表与key对应的信息，比如现在要建立一个英汉互译的字典，那该字典中必然有英文单词与其对应的中文含义，而且，英文单词与其中文含义是一一对应的关系，即通过该单词，在词典中就可以找到与其对应的中文含义。

STL中关于键值对的定义：

template <class T1, class T2>
struct pair
{
    typedef T1 first_type;
    typedef T2 second_type;
    T1 first;
    T2 second;
    pair(): first(T1()), second(T2())
    {}
    pair(const T1& a, const T2& b): first(a), second(b)
    {}
};

 三、树形结构的关联式容器

根据应用场景的不同，STL总共实现了两种不同结构的管理式容器：树型结构与哈希结构。树型结 构的关联式容器主要有四种：map、set、multimap、multiset。这四种容器的共同点是：使 用平衡搜索树(即红黑树)作为其底层结果，容器中的元素是一个有序的序列

3.1set

3.1.1初步认识set

这里先简单介绍一下这个容器：

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中的元素不能在容器中修改(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(红黑树)实现的。

3.1.2了解一下set的相关函数接口

 (这里set容器的迭代器和构造函数就不做介绍了，用法和其他容器基本一致)

//一些基本的使用和一些注意点
void test()
{
	set<int>s;
	pair<set<int>::iterator,bool> y = s.insert(12);
	//一般用auto代替，但是要记住它的返回类型
	//cout << *y.first << endl;//取数据的方式
	s.insert(3);
	s.insert(4);
	s.insert(4);
	s.insert(4);
	s.insert(1);
	s.insert(9);
	for (auto e : s)
		cout << e << " ";
	cout << endl;

	s.erase(2);//如果不存在，则什么都不干
	for (auto e : s)
		cout << e << " ";
	cout << endl;

	int x = s.erase(1);//如果存在，返回删除的元素个数，这个返回值主要是为了multiset服务的
	cout << "x:" << x << endl;
	for (auto e : s)
		cout << e << " ";
	cout << endl;

}

3.2multiset

3.2.1初步认识multiset

这里先简单介绍一下这个容器：

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)。

总结：和set的区别在于multiset能存放重复的数据，而set中的数据都是唯一的 

3.2.2了解一下multiset的相关函数接口(set和multiset的函数基本一样)

直接参考上面set的相关函数接口

这里在介绍几个比较有趣函数接口(对set用处不大，主要是为了multiset设计的)

void test()
{
	multiset<int>s;
	s.insert(3);
	s.insert(4);
	s.insert(4);
	s.insert(4);
	s.insert(1);
	s.insert(9);
	s.insert(1);
	for (auto e : s)
		cout << e << " ";
	cout << endl;

	multiset<int>::iterator it = s.find(4);//返回第一个4出现的位置
	size_t x = s.count(4);
	cout << "x:" << x << endl;
	while (it != s.end()) {
		cout << *it << " ";
		++it;
	}
	cout << endl;

	multiset<int>::iterator begin = s.lower_bound(4);
	multiset<int>::iterator end = s.upper_bound(4);
	//pair<multiset<int>::iterator,multiset<int>::iterator> p = s.equal_range(4);
	//p.first=begin
	//p.second=end
	s.erase(begin, end);//删除的区间[begin,end)
	for (auto e : s)
		cout << e << " ";
	cout << endl;
}

3.3map

3.3.1初步认识map

这里先简单介绍一下这个容器：

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通常用于排序和惟一地标识元素，而值value中存储与此键值key关联的内容。
3. 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( typedef pair<const key, T>value_type )
4. 在内部，map中的元素总是按照键值key进行比较排序的。
5. 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)。
6. 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。
7. map通常被实现为二叉搜索树(更准确的说：平衡二叉搜索树(红黑树))。

3.3.2了解map的相关函数接口

//一些基本的使用和一些注意点
void test()
{
	map<string, string>mp;
	mp.insert(pair<string, string>("insert", "插入"));//这里插入的时候注意类型
	mp.insert(pair<const char*,const char*>("find", "查看"));//这里插入的时候注意类型
	//有人可能认为类型不同，为什么能插入？
	//这跟pair的拷贝构造函数有关 template<class U, class V> pair (const pair<U,V>& pr);
	//可以看出，pair的拷贝构造可以传任意的pair类型，最终能否构造成功，是看U,V是否能转化成first_type和second_type的类型
	//而上面的const char*能构造出string，所以能这么写
    mp.insert(make_pair("erase", "删除"));//一般用这个函数创建键值对
	for (auto& e : mp) {
		cout << e.first << ":" << e.second << endl;
	}
	cout << endl;
	//这里重点介绍一下operator[]的用法
	/*
	* mapped_type& operator[] (const key_type& k)
	* {
	*	auto ret = insert(make_pair(k,mapped_type()));
	*	//insert函数返回类型位pair<iterator,bool>
	*	return ret.first->second;
	*	//return (*((this->insert(make_pair(k,mapped_type()))).first)).second;
	* }
	*/
	mp["good"] = "好";//插入
	mp["find"] = "发现";//修改
	for (auto& e : mp) {
		cout << e.first << ":" << e.second << endl;
	}
}

3.4multimap

3.4.1初步认识multimap

简单介绍一下multimap：

1. multimap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。

 3.4.2了解multimap的相关函数接口

void test()
{
	multimap<string, string>mp;
	mp.insert(make_pair("left", "左边"));
	mp.insert(make_pair("left", "剩余的"));
	mp.insert(make_pair("left", "左边"));
	mp.insert(make_pair("apple", "苹果"));
	for (auto& e : mp) {
		cout << e.first << ":" << e.second << endl;
	}
}

3.5总结

• set，multiset，map，multimap四个容器底层数据结构都是AVL树(红黑树)
• 函数接口都差不多，注意只有map这个容器有operator[ ]这个函数接口，其他三个都没有
• set和mulitset用于存放单一的数据，map和multimap用于存放<key,val>这样的有关联的一对数据，结合场景，选择适合的容器使用

未完待续 ... ...