目录
- 一、关联式容器
- 二、键值对
- 三、pair
- 3.1 pair的常用接口说明
- 3.1.1 [无参构造函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/utility/pair/pair/)
- 3.1.2 [有参构造函数 / 拷贝构造函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/utility/pair/pair/)
- 3.1.3 [有参构造函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/utility/pair/pair/)
- 3.1.4 [make_pair()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/utility/make_pair/)
- 四、树形结构的关联式容器
- 4.1 标准库中的set
- 4.1.1 set的介绍
- 4.1.2 set的常用接口说明
- 4.1.2.1 set对象的常见构造
- 4.1.2.1.1 [无参构造函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/set/set/)
- 4.1.2.1.2 [有参构造函数(使用迭代器进行初始化构造)](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/set/set/)
- 4.1.2.1.3 [拷贝构造函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/set/set/)
- 4.1.2.2 set iterator 的使用
- 4.1.2.2.1 [begin()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/set/begin/) + [end()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/set/end/)
- 4.1.2.2.2 [rbegin()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/set/rbegin/) + [rend()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/set/rend/)
- 4.1.2.3 set对象的容量操作
- 4.1.2.3.1 [size()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/set/size/)
- 4.1.2.3.2 [empty()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/set/empty/)
- 4.1.2.4 set对象的增删查改及访问
- 4.1.2.4.1 [insert()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/set/insert/)
- 4.1.2.4.2 [erase()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/set/erase/)
- 4.1.2.4.3 [swap()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/set/swap/)
- 4.1.2.4.4 [clear()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/set/clear/)
- 4.1.2.4.5 [find()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/set/find/)
- 4.1.2.4.6 [count()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/set/count/)
- 4.1.2.4.7 [lower_bound()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/set/lower_bound/)
- 4.1.2.4.8 [upper_bound()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/set/upper_bound/)
- 4.1.2.4.9 [equal_range()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/set/equal_range/)
- 4.2 标准库中的multiset
- 4.2.1 multiset的介绍
- 4.2.2 multiset的常用接口说明
- 4.2.2.1 multiset对象的常用构造
- 4.2.2.1.1 [无参构造函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/multiset/multiset/)
- 4.2.2.1.2 [有参构造函数(使用迭代器进行初始化构造)](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/multiset/multiset/)
- 4.2.2.1.3 [拷贝构造函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/multiset/multiset/)
- 4.2.2.2 multiset iterator 的使用
- 4.2.2.2.1 [begin()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/multiset/begin/) + [end()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/multiset/end/)
- 4.2.2.2.2 [rbegin()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/multiset/rbegin/) + [rend()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/multiset/rend/)
- 4.2.2.3 multiset 对象的容量操作
- 4.2.2.3.1 [size()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/multiset/size/)
- 4.2.2.3.2 [empty()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/multiset/empty/)
- 4.2.2.4 multiset 对象的增删查改及访问
- 4.2.2.4.1 [insert()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/multiset/insert/)
- 4.2.2.4.2 [erase()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/multiset/erase/)
- 4.2.2.4.3 [swap()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/multiset/swap/)
- 4.2.2.4.4 [clear()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/multiset/clear/)
- 4.2.2.4.5 [find()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/multiset/find/)
- 4.2.2.4.6 [count()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/multiset/count/)
- 4.2.2.4.7 [lower_bound()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/multiset/lower_bound/)
- 4.2.2.4.8 [upper_bound()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/multiset/upper_bound/)
- 4.2.2.4.9 [equal_range()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/multiset/equal_range/)
- 4.3 标准库中的map
- 4.3.1 map的介绍
- 4.3.2 map的常用接口说明
- 4.3.2.1 map对象的常用构造
- 4.3.2.1.1 [无参构造函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/map/map/)
- 4.3.2.1.2 [有参构造函数(使用迭代器进行初始化构造](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/map/map/)
- 4.3.2.1.3 [拷贝构造函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/map/map/)
- 4.3.2.2 map iterator 的使用
- 4.3.2.2.1 [begin()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/map/begin/) + [end()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/map/end/)
- 4.3.2.2.2 [rbegin()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/map/rbegin/) + [rend()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/map/rend/)
- 4.3.2.3 map对象的容量操作
- 4.3.2.3.1 [size()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/map/empty/)
- 4.3.2.3.2 [empty()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/map/empty/)
- 4.3.2.4 map对象的增删查改及访问
- 4.3.2.4.1 [insert()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/map/insert/)
- 4.3.2.4.2 [erase()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/map/erase/)
- 4.3.2.4.3 [swap()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/map/swap/)
- 4.3.2.4.4 [clear()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/map/clear/)
- 4.3.2.4.5 [find()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/map/find/)
- 4.3.2.4.6 [count()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/map/count/)
- 4.3.2.4.7 [lower_bound()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/map/lower_bound/)
- 4.3.2.4.8 [upper_bound()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/map/upper_bound/)
- 4.3.2.4.9 [equal_range()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/map/equal_range/)
- 4.3.2.4.10 [operator[]](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/map/operator%5B%5D/)
- 4.4 标准库中的multimap
- 4.4.1 multimap的介绍
- 4.4.2 multimap的常用接口说明
- 4.4.2.1 multimap对象的常用构造
- 4.4.2.1.1 [无参构造函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/multimap/multimap/)
- 4.4.2.1.2 [有参构造函数(使用迭代器进行初始化构造)](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/multimap/multimap/)
- 4.4.2.1.3 [拷贝构造函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/multimap/multimap/)
- 4.4.2.2 multimap iterator 的使用
- 4.4.2.2.1 [begin()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/multimap/begin/) + [end()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/multimap/end/)
- 4.4.2.2.2 [rbegin()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/multimap/rbegin/) + [rend()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/multimap/rend/)
- 4.4.2.3 multimap 对象的容量操作
- 4.4.2.3.1 [size()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/multimap/size/)
- 4.4.2.3.2 [empty()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/multimap/empty/)
- 4.4.2.4 multimap对象的增删查改及访问
- 4.4.2.4.1 [insert()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/multimap/insert/)
- 4.4.2.4.2 [erase()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/multimap/erase/)
- 4.4.2.4.3 [swap()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/multimap/swap/)
- 4.4.2.4.4 [clear()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/multimap/clear/)
- 4.4.2.4.5 [find()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/multimap/find/)
- 4.4.2.4.6 [count()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/multimap/count/)
- 4.4.2.4.7 [lower_bound()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/multimap/lower_bound/)
- 4.4.2.4.8 [upper_bound()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/multimap/upper_bound/)
- 4.4.2.4.9 [equal_range()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/multimap/equal_range/)
- 五、map和set在OJ中的应用
- 5.1 [692. 前K个高频单词](https://leetcode.cn/problems/top-k-frequent-words/description/)
- 5.2 [349. 两个数组的交集](https://leetcode.cn/problems/intersection-of-two-arrays/submissions/)
- 结尾
一、关联式容器
在初阶阶段,我们已经接触过STL中的部分容器,比如:vector
、list
、deque
、forward_list
(C++11)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
表示与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,即通过该应该单词,在词典中就可以找到与其对应的中文含义。
SGI-STL中关于键值对的定义:
using namespace std;
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、pair
pair的文档介绍
pair 是 C++ 标准库中的一个模板类,用于存储两个对象的有序对。通常情况下,pair 用于将两个不同类型的对象组合成一个单元,并且允许这两个对象分别访问。
3.1 pair的常用接口说明
3.1.1 无参构造函数
pair();
int main()
{
pair <string, double> p;
cout << p.first << " " << p.second << endl;
return 0;
}
3.1.2 有参构造函数 / 拷贝构造函数
template<class U, class V> pair (const pair<U,V>& pr);
当参数不匹配时为有参构造函数
当参数匹配时为拷贝构造函数
3.1.3 有参构造函数
pair (const first_type& a, const second_type& b);
int main()
{
pair <string, double> p("Love", 5.20);
cout << p.first << " " << p.second << endl;;
return 0;
}
3.1.4 make_pair()函数
template <class T1, class T2>
pair<T1,T2> make_pair (T1 x, T2 y);
template <class T1, class T2>
pair<T1, T2> make_pair(T1 x, T2 y)
{
return (pair<T1, T2>(x, y));
}
四、树形结构的关联式容器
根据应用场景的不桶,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。下面一依次介绍每一个容器。
4.1 标准库中的set
4.1.1 set的介绍
set的文档介绍
- set是按照一定次序存储元素的容器
- 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。
- 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。
- 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。
- set在底层是用二叉搜索树(红黑树)实现的。
set的模板参数列表介绍
T: set中存放元素的类型,实际在底层存储<value, value>的键值对。
Compare:set中元素默认按照小于来比较
Alloc:set中元素空间的管理方式,使用STL提供的空间配置器管理(目前不需要掌握)
4.1.2 set的常用接口说明
4.1.2.1 set对象的常见构造
4.1.2.1.1 无参构造函数
set (const key_compare& comp = key_compare());
int main()
{
set<int> s;
return 0;
}
4.1.2.1.2 有参构造函数(使用迭代器进行初始化构造)
template <class InputIterator>
set (InputIterator first, InputIterator last,
const key_compare& comp = key_compare());
int main()
{
string s("I Love Y");
set<int> ss(s.begin(), s.end());
for (auto e : ss)
{
cout << e << ' ';
}
cout << endl;
return 0;
}
4.1.2.1.3 拷贝构造函数
set (const set& x);
int main()
{
string s("I Love Y");
set<int> ss1(s.begin(), s.end());
set<int> ss2(ss1);
for (auto e : ss2)
{
cout << e << ' ';
}
cout << endl;
return 0;
}
4.1.2.2 set iterator 的使用
4.1.2.2.1 begin()函数 + end()函数
iterator begin();
const_iterator begin() const;
获取第一个数据位置的iterator/const_iterator
iterator end();
const_iterator end() const;
获取最后一个数据的下一个位置的iterator/const_iterator
int main()
{
string s("I Love Y");
set<int> ss1(s.begin(), s.end());
set<int>::iterator it = ss1.begin();
while (it != ss1.end())
{
cout << *it << ' ';
++it;
}
cout << endl;
return 0;
}
4.1.2.2.2 rbegin()函数 + rend()函数
reverse_iterator rbegin();
const_reverse_iterator rbegin() const;
获取最后一个数据位置的reverse_iterator/const_reverse_iterator
reverse_iterator rend();
const_reverse_iterator rend() const;
获取第一个数据前一个位置的reverse_iterator/const_reverse_iterator
int main()
{
string s("I Love Y");
set<int> ss1(s.begin(), s.end());
set<int>::reverse_iterator it = ss1.rbegin();
while (it != ss1.rend())
{
cout << *it << ' ';
++it;
}
cout << endl;
return 0;
}
4.1.2.3 set对象的容量操作
4.1.2.3.1 size()函数
size_type size() const; 获取数据个数
4.1.2.3.2 empty()函数
bool empty() const; 判断是否为空
int main()
{
set<int> ss;
cout << ss.empty() << endl;
string s("I Love Y");
set<int> ss1(s.begin(), s.end());
cout << ss1.empty() << endl;
return 0;
}
4.1.2.4 set对象的增删查改及访问
4.1.2.4.1 insert()函数
pair<iterator,bool> insert (const value_type& val);
在set中插入一个元素val:
若set中有这个元素,插入失败,则返回一个pair对象
pair.first=原来val元素位置的迭代器,pair.second = false
若set中没有这个元素,插入成功,则返回一个pair对象
pair.first=新插入val元素位置的迭代器,pair.second = true
iterator insert (iterator position, const value_type& val);
不建议使用:在position位置插入一个val,并返回插入元素位置的迭代器
template <class InputIterator>
void insert (InputIterator first, InputIterator last);
插入一段迭代器区间的元素
int main()
{
set<int> s;
string ss("I Love Y");
/*pair<iterator, bool> insert(const value_type & val);
在set中插入一个元素val:*/
pair<set<int>::iterator, bool> ret;
for (int i = 0; i < 14; i += 2)
{
ret = s.insert(i % 10);
cout << "插入元素:" << *ret.first
<< " 是否成功:" << ret.second << endl;
}
for (auto e : s)
{
cout << e << ' ';
}
cout << endl;
// 插入一段迭代器区间的元素
s.insert(ss.begin(), ss.end());
for (auto e : s)
{
cout << e << ' ';
}
cout << endl;
return 0;
}
4.1.2.4.2 erase()函数
void erase (iterator position);
删除position位置的元素
size_type erase (const value_type& val);
删除元素val并返回删除val的个数
void erase (iterator first, iterator last);
删除一段迭代器区间内的元素
int main()
{
set<int> s;
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
s.insert(i);
}
for (auto e : s)
{ cout << e << ' '; }
cout << endl;
set<int>::iterator it = s.begin();
s.erase(it);
for (auto e : s)
{ cout << e << ' '; }
cout << endl;
// 删除元素val并返回val的个数
s.erase(5);
for (auto e : s)
{ cout << e << ' '; }
cout << endl;
// 删除一段迭代器区间内的元素
s.erase(++s.begin() , --s.end());
for (auto e : s)
{ cout << e << ' '; }
cout << endl;
return 0;
}
4.1.2.4.3 swap()函数
void swap (set& x);
交换两个set的数据空间
int main()
{
set<int> s1;
set<int> s2;
for (int i = 1; i < 10; i += 2)
{ s1.insert(i); }
for (int i = 0; i < 10; i += 2)
{ s2.insert(i); }
for (auto e : s1)
{ cout << e << ' '; }
cout << endl;
for (auto e : s2)
{ cout << e << ' '; }
cout << endl;
s1.swap(s2);
for (auto e : s1)
{ cout << e << ' '; }
cout << endl;
for (auto e : s2)
{ cout << e << ' '; }
cout << endl;
return 0;
}
4.1.2.4.4 clear()函数
void clear();
清除set中的有效数据
int main()
{
set<int> s;
for (int i = 1; i < 10; i += 2)
{
s.insert(i);
}
s.clear();
return 0;
}
4.1.2.4.5 find()函数
iterator find (const value_type& val) const;
返回set中为val元素位置的迭代器
int main()
{
set<int> s;
for (int i = 1; i < 10; i += 2)
{
s.insert(i);
}
set<int>::iterator it = s.find(5);
cout << *it << endl;
return 0;
}
4.1.2.4.6 count()函数
size_type count (const value_type& val) const;
返回set中为val元素的个数
由于set并不允许相同的元素存在
所以set中所有元素的个数都是1
int main()
{
set<int> s;
for (int i = 1; i < 10; i += 2)
{
s.insert(i);
}
for (auto e : s)
{
cout << e << "的个数:" << s.count(e) << endl;
}
return 0;
}
4.1.2.4.7 lower_bound()函数
iterator lower_bound (const value_type& val) const;
返回第一个 >= val 对象位置的迭代器
int main()
{
set<int> s;
// 10 20 30 40 50
for (int i = 1; i < 6; i++)
{
s.insert(i*10);
}
set<int>::iterator it = s.lower_bound(30);
cout << *it << endl;
return 0;
}
4.1.2.4.8 upper_bound()函数
iterator upper_bound (const value_type& val) const;
返回第一个 > val 对象位置的迭代器
int main()
{
set<int> s;
// 10 20 30 40 50
for (int i = 1; i < 6; i++)
{
s.insert(i * 10);
}
set<int>::iterator it = s.upper_bound(30);
cout << *it << endl;
return 0;
}
4.1.2.4.9 equal_range()函数
pair<iterator,iterator> equal_range (const value_type& val) const;
返回一个pair对象
pair.first = 第一个 >= val 对象位置的迭代器
pair.second = 第一个 > val 对象位置的迭代器
int main()
{
set<int> s;
// 10 20 30 40 50
for (int i = 1; i < 6; i++)
{
s.insert(i * 10);
}
pair<set<int>::iterator, set<int>::iterator>
p = s.equal_range(30);
cout << *p.first << " " << * p.second << endl;
return 0;
}
4.2 标准库中的multiset
4.2.1 multiset的介绍
multiset的文档介绍
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- multiset底层结构为二叉搜索树(红黑树)。
注意:
- mtltiset的插入接口中只需要插入即可
- 与set的区别是,multiset中的元素可以重复,set是中value是唯一的
- 使用迭代器对multiset中的元素进行遍历,可以得到有序的序列
- multiset中的元素不能修改
- 在multiset中找某个元素,时间复杂度为 O ( l o g 2 N ) O(log_2 N) O(log2N)
- multiset的作用:可以对元素进行排序
4.2.2 multiset的常用接口说明
注意:multiset的接口与set的接口基本相似,可以参考set的使用,那么下面multiset将不会进行演示使用。
4.2.2.1 multiset对象的常用构造
4.2.2.1.1 无参构造函数
multiset (const key_compare& comp = key_compare());
4.2.2.1.2 有参构造函数(使用迭代器进行初始化构造)
template <class InputIterator>
multiset (InputIterator first, InputIterator last,
const key_compare& comp = key_compare());
4.2.2.1.3 拷贝构造函数
multiset (const multiset& x);
4.2.2.2 multiset iterator 的使用
4.2.2.2.1 begin()函数 + end()函数
iterator begin();
const_iterator begin() const;
获取第一个数据位置的iterator/const_iterator
iterator end();
const_iterator end() const;
获取最后一个数据的下一个位置的iterator/const_iterator
4.2.2.2.2 rbegin()函数 + rend()函数
reverse_iterator rbegin();
const_reverse_iterator rbegin() const;
获取最后一个数据位置的reverse_iterator/const_reverse_iterator
reverse_iterator rend();
const_reverse_iterator rend() const;
获取第一个数据前一个位置的reverse_iterator/const_reverse_iterator
4.2.2.3 multiset 对象的容量操作
4.2.2.3.1 size()函数
size_type size() const;
获取数据个数
4.2.2.3.2 empty()函数
bool empty() const; 判断是否为空
4.2.2.4 multiset 对象的增删查改及访问
4.2.2.4.1 insert()函数
iterator insert (const value_type& val);
在multiset中插入一个元素val,并返回插入元素位置的迭代器
由于multiset可以存在相同的元素,那么就不存在插入失败的情况
iterator insert (iterator position, const value_type& val);
不建议使用:在position位置插入一个val,并返回插入元素位置的迭代器
template <class InputIterator>
void insert (InputIterator first, InputIterator last);
插入一段迭代器区间的元素
4.2.2.4.2 erase()函数
void erase (iterator position);
删除position位置的元素
size_type erase (const value_type& val);
删除元素val并返回删除val的个数
void erase (iterator first, iterator last);
删除一段迭代器区间内的元素
4.2.2.4.3 swap()函数
void swap (multiset& x);
交换两个multiset的数据空间
4.2.2.4.4 clear()函数
void clear();
清除multiset中的有效数据
4.2.2.4.5 find()函数
iterator find (const value_type& val) const;
返回multiset中为val元素位置的迭代器
4.2.2.4.6 count()函数
size_type count (const value_type& val) const;
返回multiset中为val元素的个数,multiset中可以存在相同的元素
4.2.2.4.7 lower_bound()函数
iterator lower_bound (const value_type& val) const;
返回第一个 >= val 对象位置的迭代器
4.2.2.4.8 upper_bound()函数
iterator upper_bound (const value_type& val) const;
返回第一个 > val 对象位置的迭代器
4.2.2.4.9 equal_range()函数
pair<iterator,iterator> equal_range (const value_type& val) const;
返回一个pair对象
pair.first = 第一个 >= val 对象位置的迭代器
pair.second = 第一个 > val 对象位置的迭代器
4.3 标准库中的map
4.3.1 map的介绍
map的文档介绍
- 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。
- 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。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,为其取别名称为pair:typedef pair<const key, T> value_type;
- 在内部,map中的元素总是按照键值key进行比较排序的。
- 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)。
- 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。
- 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))。
map的模板参数列表介绍
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(目前不需要掌握)
4.3.2 map的常用接口说明
4.3.2.1 map对象的常用构造
4.3.2.1.1 无参构造函数
map (const key_compare& comp = key_compare());
int main()
{
map<int, int> m;
return 0;
}
4.3.2.1.2 有参构造函数(使用迭代器进行初始化构造
template <class InputIterator>
map (InputIterator first, InputIterator last,
const key_compare& comp = key_compare());
map(有序关联容器)的构造函数通常也不接受其他容器类型的迭代器来直接构造。map 要求它的元素按照键(key)的顺序进行排序,因此在构造时,它期望提供的元素已经按照键的升序排列。
如果尝试使用未排序的迭代器范围(例如,来自 vector 或 list 的迭代器)来构造 map,将会导致编译错误或未定义行为,因为 map 无法保证这些元素的排序。
如果想要从一个容器(如 vector)创建一个 map,你需要确保容器中的元素已经按照键的升序排列,然后你可以使用迭代器范围来构造 map。
int main()
{
vector<pair<int, int>> v({ {5,5},{13,13},{1,1} });
sort(v.begin(), v.end());
map<int,int> m1(v.begin(), v.end());
map<int, int> m2(m1.begin(), m1.end());
return 0;
}
4.3.2.1.3 拷贝构造函数
map (const map& x);
int main()
{
map<int, int> m1;
m1.insert(make_pair(1, 1));
m1.insert(make_pair(2, 2));
map<int, int> m2(m1);
return 0;
}
4.3.2.2 map iterator 的使用
4.3.2.2.1 begin()函数 + end()函数
iterator begin();
const_iterator begin() const;
获取第一个数据位置的iterator/const_iterator
iterator end();
const_iterator end() const;
获取最后一个数据的下一个位置的iterator/const_iterator
int main()
{
map<int, int> m1;
m1.insert(make_pair(1, 1));
m1.insert(make_pair(2, 2));
map<int, int>::iterator it = m1.begin();
while(it != m1.end())
{
cout << "first:" << it->first
<< " second:" << it->second << endl;
++it;
}
return 0;
}
4.3.2.2.2 rbegin()函数 + rend()函数
reverse_iterator rbegin();
const_reverse_iterator rbegin() const;
获取最后一个数据位置的reverse_iterator/const_reverse_iterator
reverse_iterator rend();
const_reverse_iterator rend() const;
获取第一个数据前一个位置的reverse_iterator/const_reverse_iterator
int main()
{
map<int, int> m1;
m1.insert(make_pair(1, 1));
m1.insert(make_pair(2, 2));
map<int, int>::reverse_iterator it = m1.rbegin();
while (it != m1.rend())
{
cout << "first:" << it->first
<< " second:" << it->second << endl;
++it;
}
return 0;
}
4.3.2.3 map对象的容量操作
4.3.2.3.1 size()函数
size_type size() const;
获取数据个数
int main()
{
map<int, int> m1;
cout << m1.size() << endl;
m1.insert(make_pair(1, 1));
m1.insert(make_pair(2, 2));
cout << m1.size() << endl;
return 0;
}
4.3.2.3.2 empty()函数
bool empty() const; 判断是否为空
int main()
{
map<int, int> m1;
cout << m1.empty() << endl;
m1.insert(make_pair(1, 1));
m1.insert(make_pair(2, 2));
cout << m1.empty() << endl;
return 0;
}
4.3.2.4 map对象的增删查改及访问
4.3.2.4.1 insert()函数
pair<iterator,bool> insert (const value_type& val);
在map中插入键值对val:
若map中有这个键值对,插入失败,则返回一个pair对象
pair.first=原来val位置的迭代器,pair.second = false
若map中没有这个键值对,插入成功,则返回一个pair对象
pair.first=新插入val位置的迭代器,pair.second = true
iterator insert (iterator position, const value_type& val);
不建议使用:在position位置插入一个val,并返回插入键值对位置的迭代器
template <class InputIterator>
void insert (InputIterator first, InputIterator last);
插入一段迭代器区间的元素
int main()
{
map<int,int> m1;
/*pair<iterator, bool> insert(const value_type & val);
在set中插入一个元素val:*/
pair<map<int,int>::iterator, bool> ret;
for (int i = 0; i < 14; i += 2)
{
ret = m1.insert(make_pair(i % 10, i % 10));
cout << "插入key:" << ret.first->first
<< " 是否成功:" << ret.second << endl;
}
for (auto e : m1)
{
cout << "first:" << e.first
<< " second:" << e.second << endl;
}
cout << endl;
// 插入一段迭代器区间的元素
map<int, int> m2;
m2.insert(make_pair(520, 520));
m2.insert(make_pair(1314, 1314));
cout << "insert前m2中的元素" << endl;
for (auto e : m2)
{
cout << "first:" << e.first
<< " second:" << e.second << endl;
}
cout << endl;
m2.insert(m1.begin(), m1.end());
cout << "insert后m2中的元素" << endl;
for (auto e : m2)
{
cout << "first:" << e.first
<< " second:" << e.second << endl;
}
cout << endl;
return 0;
}
4.3.2.4.2 erase()函数
void erase (iterator position);
删除position位置的元素
size_type erase (const value_type& val);
删除元素val并返回删除val的个数
void erase (iterator first, iterator last);
删除一段迭代器区间内的元素
int main()
{
map<int, int> m1;
/*pair<iterator, bool> insert(const value_type & val);
在map中插入一个元素val:*/
for (int i = 0; i < 14; i += 2)
{
m1.insert(make_pair(i % 10, i % 10));
}
for (auto e : m1)
{
cout << "first:" << e.first
<< " second:" << e.second << endl;
}
cout << endl;
// 删除迭代器位置的元素
m1.erase(m1.begin());
for (auto e : m1)
{
cout << "first:" << e.first
<< " second:" << e.second << endl;
}
cout << endl;
// 删除元素,并返回元素个数
m1.erase(6);
for (auto e : m1)
{
cout << "first:" << e.first
<< " second:" << e.second << endl;
}
cout << endl;
// 删除一段迭代器区间内的元素
m1.erase(++m1.begin(),--m1.end());
for (auto e : m1)
{
cout << "first:" << e.first
<< " second:" << e.second << endl;
}
cout << endl;
return 0;
}
4.3.2.4.3 swap()函数
void swap (map& x);
交换两个map的数据空间
int main()
{
map<int,int> m1;
for (int i = 0; i < 14; i += 2)
{
m1.insert(make_pair(i % 10, i % 10));
}
cout << "swap前m1中的元素" << endl;
for (auto e : m1)
{
cout << "first:" << e.first
<< " second:" << e.second << endl;
}
cout << endl;
map<int, int> m2;
m2.insert(make_pair(520, 520));
m2.insert(make_pair(1314, 1314));
cout << "swap前m2中的元素" << endl;
for (auto e : m2)
{
cout << "first:" << e.first
<< " second:" << e.second << endl;
}
cout << endl;
m1.swap(m2);
cout << "swap后m1中的元素" << endl;
for (auto e : m1)
{
cout << "first:" << e.first
<< " second:" << e.second << endl;
}
cout << endl;
cout << "swap后m2中的元素" << endl;
for (auto e : m2)
{
cout << "first:" << e.first
<< " second:" << e.second << endl;
}
cout << endl;
return 0;
}
4.3.2.4.4 clear()函数
void clear();
清除map中的有效数据
int main()
{
map<int, int> m;
for (int i = 0; i < 14; i += 2)
{
m.insert(make_pair(i % 10, i % 10));
}
m.clear();
return 0;
}
4.3.2.4.5 find()函数
iterator find (const key_type& k);
const_iterator find (const key_type& k) const;
返回map中为关键码为k位置的迭代器
int main()
{
map<int, int> m;
for (int i = 0; i < 14; i += 2)
{
m.insert(make_pair(i % 10, i % 10));
}
map<int,int>::iterator it = m.find(6);
cout << "first:" << it->first
<< " second:" << it->second << endl;
return 0;
}
4.3.2.4.6 count()函数
size_type count (const key_type& k) const;
返回map中为k元素的个数
由于map并不允许相同的元素存在
所以map中所有元素的个数都是1
int main()
{
map<int, int> m;
for (int i = 0; i < 14; i += 2)
{
m.insert(make_pair(i % 10, i % 10));
}
for (auto e : m)
{
cout << e.first << "的个数:"
<< m.count(e.first) << endl;
}
return 0;
}
4.3.2.4.7 lower_bound()函数
iterator lower_bound (const key_type& k);
const_iterator lower_bound (const key_type& k) const;
返回第一个关键码 >= k对象位置的iterator/const_iterator
int main()
{
map<int, int> m;
for (int i = 0; i < 14; i += 2)
{
m.insert(make_pair(i % 10, i % 10));
}
map<int, int>::iterator it = m.lower_bound(6);
cout << "first:" << it->first
<< " second:" << it->second << endl;
return 0;
}
4.3.2.4.8 upper_bound()函数
iterator upper_bound (const key_type& k);
const_iterator upper_bound (const key_type& k) const;
返回第一个关键码 > k 对象位置的iterator/const_iterator
int main()
{
map<int, int> m;
for (int i = 0; i < 14; i += 2)
{
m.insert(make_pair(i % 10, i % 10));
}
map<int, int>::iterator it = m.upper_bound(6);
cout << "first:" << it->first
<< " second:" << it->second << endl;
return 0;
}
4.3.2.4.9 equal_range()函数
pair<const_iterator,const_iterator> equal_range (const key_type& k) const;
pair<iterator,iterator> equal_range (const key_type& k);
返回一个pair对象
pair.first = 第一个关键码 >= k 对象位置的iterator/const_iterator
pair.second = 第一个关键码 > k 对象位置的iterator/const_iterator
int main()
{
map<int, int> m;
for (int i = 0; i < 14; i += 2)
{
m.insert(make_pair(i % 10, i % 10));
}
pair<map<int, int>::iterator, map<int, int>::iterator>
ret = m.equal_range(6);
cout << "first:" << ret.first->first
<< " second:" << ret.first->second << endl;
cout << "first:" << ret.second->first
<< " second:" << ret.second->second << endl;
return 0;
}
4.3.2.4.10 operator[]
mapped_type& operator[] (const key_type& k);
返回关键码为key对应的value的引用
mapped_type& operator[] (const key_type& k)
{
return (*((this->insert(make_pair(k,mapped_type()))).first)).second
}
int main()
{
map<int, int> m;
m.insert(make_pair(5, 5));
// 若map中有这个元素,那么就返回key对应value的引用
cout << "operator[]:" << m[5] <<endl;
// 若map中没有这个元素,那么map中将会插入这个元素
// 使用默认构造初始化value,并返回
cout << "operator[]:" << m[10] << endl;
for (auto e : m)
{
cout << "first:" << e.first
<< " second:" << e.second << endl;
}
return 0;
}
【总结】
- map中的的元素是键值对
- map中的key是唯一的,并且不能修改
- 默认按照小于的方式对key进行比较
- map中的元素如果用迭代器去遍历,可以得到一个有序的序列
- map的底层为平衡搜索树(红黑树),查找效率比较高 O ( l o g 2 N ) O(log_2 N) O(log2N)
- 支持[]操作符,operator[]中实际进行插入查找。
4.4 标准库中的multimap
4.4.1 multimap的介绍
multimap的文档介绍
- 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。
- 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;
- 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。
- 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。
- 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。
注意:
- multimap中的key是可以重复的。
- multimap中的元素默认将key按照小于来比较
- multimap中没有重载operator[]操作,因为multimap中的key可以重复,如果重载operator[]操作那么找到的结果是未定义的。
- 使用时与map包含的头文件相同
4.4.2 multimap的常用接口说明
注意:multimap的接口与map的接口基本相似,可以参考map的使用,那么下面multimap将不会进行演示使用。
4.4.2.1 multimap对象的常用构造
4.4.2.1.1 无参构造函数
multimap (const key_compare& comp = key_compare());
4.4.2.1.2 有参构造函数(使用迭代器进行初始化构造)
template <class InputIterator>
multimap (InputIterator first, InputIterator last,
const key_compare& comp = key_compare());
4.4.2.1.3 拷贝构造函数
multimap (const multimap& x);
4.4.2.2 multimap iterator 的使用
4.4.2.2.1 begin()函数 + end()函数
iterator begin();
const_iterator begin() const;
获取第一个数据位置的iterator/const_iterator
iterator end();
const_iterator end() const;
获取最后一个数据的下一个位置的iterator/const_iterator
4.4.2.2.2 rbegin()函数 + rend()函数
reverse_iterator rbegin();
const_reverse_iterator rbegin() const;
获取最后一个数据位置的reverse_iterator/const_reverse_iterator
reverse_iterator rend();
const_reverse_iterator rend() const;
获取第一个数据前一个位置的reverse_iterator/const_reverse_iterator
4.4.2.3 multimap 对象的容量操作
4.4.2.3.1 size()函数
size_type size() const;
获取数据个数
4.4.2.3.2 empty()函数
bool empty() const; 判断是否为空
4.4.2.4 multimap对象的增删查改及访问
4.4.2.4.1 insert()函数
iterator insert (const value_type& val);
在multimap中插入一个键值对val,并返回插入元素位置的迭代器
由于multimap可以存在相同的元素,那么就不存在插入失败的情况
iterator insert (iterator position, const value_type& val);
不建议使用:在position位置插入一个val,并返回插入val位置的迭代器
template <class InputIterator>
void insert (InputIterator first, InputIterator last);
插入一段迭代器区间的元素
4.4.2.4.2 erase()函数
void erase (iterator position);
删除position位置的元素
size_type erase (const value_type& val);
删除元素val并返回删除val的个数
void erase (iterator first, iterator last);
删除一段迭代器区间内的元素
4.4.2.4.3 swap()函数
void swap (multiset& x);
交换两个multimap的数据空间
4.4.2.4.4 clear()函数
void clear();
清除multimap中的有效数据
4.4.2.4.5 find()函数
iterator find (const key_type& k);
const_iterator find (const key_type& k) const;
返回multimap中关键码为k位置的iterator/const_iterator
4.4.2.4.6 count()函数
size_type count (const key_type& k) const;
返回multimap中关键码为k元素的个数,multimap中可以存在相同的元素
4.4.2.4.7 lower_bound()函数
iterator lower_bound (const key_type& k);
const_iterator lower_bound (const key_type& k) const;
返回第一个关键码 >= k 对象位置的iterator/const_iterator
4.4.2.4.8 upper_bound()函数
iterator upper_bound (const key_type& k);
const_iterator upper_bound (const key_type& k) const;
返回第一个关键码 > k 对象位置的iterator/const_iterator
4.4.2.4.9 equal_range()函数
pair<const_iterator,const_iterator> equal_range (const key_type& k) const;
pair<iterator,iterator> equal_range (const key_type& k);
返回一个pair对象
pair.first = 第一个关键码 >= k 对象位置的iterator/const_iterator
pair.second = 第一个关键码 > k 对象位置的iterator/const_iterator
五、map和set在OJ中的应用
5.1 692. 前K个高频单词
给定一个单词列表 words 和一个整数 k ,返回前 k 个出现次数最多的单词。返回的答案应该按单词出现频率由高到低排序。如果不同的单词有相同出现频率, 按字典顺序 排序。
思路:定义一个对象map<string, int> Map
,string
用来记录单词,int
用来记录单词出现的次数。遍历vector
并在Map
中插入,由于Map
是按照单词的大小进行比较的,再定义vector<pair<string, int>> tmp
并用Map
的迭代器区间对tmp
进行初始化,再使用单词出现的次数进行排序。需要注意的是pair比较大小的时候是使用pair.first
进行比较的,而单词的次数记录在pair.second
中,所以我们需要自己写一个仿函数进行比较,单词出现次数多的在前面,单词小的在前面。由于答案只需要单词,那么再定义一个对象vector<string> ans
记录答案,访问tmp
中前k个元素,访问其中的单词并插入到ans
中,最后输出ans
完成本题。
class Solution {
public:
struct Cmp
{
bool operator()(const pair<string, int>& p1 ,const pair<string, int>& p2)
{
// 出现频率高,且按字典顺序
return p1.second > p2.second ||
(p1.second == p2.second && p1.first < p2.first);
}
};
vector<string> topKFrequent(vector<string>& words, int k) {
map<string, int> Map;
for(auto x : words)
{
Map[x]++;
}
// 这里的vector是用来存储pair对象的
vector<pair<string, int>> tmp(Map.begin(),Map.end());
sort(tmp.begin() , tmp.end(), Cmp());
// 需要输出vector<string> ,将pair中的string提取出来
vector<string> ans;
for(int i = 0 ; i < k ; i++)
{
ans.push_back(tmp[i].first);
}
return ans;
}
};
5.2 349. 两个数组的交集
给定两个数组 nums1 和 nums2 ,返回 它们的交集 。输出结果中的每个元素一定是 唯一 的。我们可以 不考虑输出结果的顺序 。
思路:set能对数据进行排序和去重,定义两个set对象s1,s2,使用nums1
和nums2
的迭代器区间对set进行初始化,定义vector<int> ans
记录答案,定义两个set
的迭代器it1
和it2
分别记录s1和s2的begin()
,对两组数据同时遍历,迭代器指向元素小的++
,因为小的元素不可能在和另外一组数据有相同的值,若迭代器指向的元素相等,将元素尾差到ans
中,有一个迭代器走到最后则说明两组元素不可能再有相同的值了,将ans
返回就能完成本道题。
上面是两个数组的交集的思路,而两个数组的差集的思路与交集的思路只有在元素入ans的时候有区别。对两组数据同时遍历,迭代器指向元素小的入ans并且迭代器++
,因为小的元素不可能在和另外一组数据有相同的值,若迭代器指向的元素相等,两迭代器同时++
,将ans
返回就能实现得到两个数组的差集了。
class Solution {
public:
vector<int> intersection(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) {
// 将两分数据进行去重
set<int> s1(nums1.begin(),nums1.end());
set<int> s2(nums2.begin(),nums2.end());
vector<int> ans;
set<int>::iterator it1 = s1.begin();
set<int>::iterator it2 = s2.begin();
while(it1 != s1.end() && it2 != s2.end())
{
// 两个数中小的迭代器++
// 两数相等时将数字尾差到vector中
// 两迭代器同时++
if(*it1 > *it2)
{
++it2;
}
else if(*it1 < *it2)
{
++it1;
}
else
{
ans.push_back(*it1);
++it1;
++it2;
}
}
return ans;
}
};
结尾
如果有什么建议和疑问,或是有什么错误,大家可以在评论区中提出。
希望大家以后也能和我一起进步!!🌹🌹
如果这篇文章对你有用的话,希望大家给一个三连支持一下!!🌹🌹