标题：[C++] STL  (multi)map/(multi)set简介

@水墨不写bug

目录

前言：

一、set简介

1.set简介

2.set的常见用法

二、map简介

 1.map简介

2.map使用 

 三、multiset简介

1.multiset简介

2.multiset使用 

四、multimap简介

1.multimap简介

2.multimap使用 

正文开始：

前言：

容器类型

        在之前，我们已经接触过STL中的部分容器，比如vector，list，queue等。这些容器有一个共同的特点，他们都是序列式容器，因为其底层为线性序列的数据结构，并且里面存储的是数据本身，与关联式容器式不同的。

        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。

键值对

        用来表示对应关系的一种结构，这个结构中一般包含两个成员变量，key和value。

key表示键值；value表示与key对应的信息。

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)
    {}
};

（SGI-STL中关于键值对的定义）

        不同的使用场景适用不同的的管理式容器，STL提供了两种不同的树形结构的关联式容器：

树形结构和哈希结构

        树形结构的关联式容器有set，map，multiset，multimap。

        这四种容器的共同点是都使用平衡搜索树（红黑树）作为其底层的数据结构。

一、set简介

1.set简介

        1. set是按照一定次序存储元素的容器(默认从小到大存储):

#include<set>
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
	set<int> s1 = { 9,8,7,6,5,4,3,2,1 };
	s1.insert(100);
	s1.insert(19);
	s1.insert(0);
	s1.insert(110);
	s1.insert(120);
	for (auto& e : s1)
		cout << e << " ";
	cout << endl;
	return 0;
}

输出：

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 19 100 110 120

         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（重复插入相同值是对set没有影响，只会保留一个）；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：

#include<set>
#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
	set<int> s1 = { 9,8,7,6,5,4,3,2,1 };
	
	s1.insert(120);
	s1.insert(120);
	s1.insert(120);
	s1.insert(120);

	s1.erase(120);
	for (auto& e : s1)
		cout << e << " ";
	cout << endl;
	return 0;
}

输出：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 120
1 2 3 4 5 6 7 8 9

        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。
 

注意事项：

        1.与map/multimap不同，map/multimap中存储的是真正的键值对<key, value>，set中只放value，但在底层实际存放的是由<value, value>构成的键值对。

        2.在插入元素时，只需要插入value即可，不需要构造键值对。

        3.由于set中的元素不能重复，所以可以使用set进行去重。

        4.set中的元素默认按照小于来比较，遍历set中，默认得到升序序列。

        5.set中查找某个元素，时间复杂度为O(logN)。

        

2.set的常见用法

1. 构造

explicit set (const key_compare& comp = key_compare(),
              const allocator_type& alloc = allocator_type());
explicit set (const allocator_type& alloc);

template <class InputIterator>
  set (InputIterator first, InputIterator last,
       const key_compare& comp = key_compare(),
       const allocator_type& = allocator_type());

set (const set& x);
set (const set& x, const allocator_type& alloc);

2. 迭代器

3. 容量

4. 修改

二、map简介

 1.map简介

        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。

        即：

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：平衡二叉搜索树(红黑树))。

2.map使用 

1.map的模板参数说明

       
        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

2.构造

3.迭代器

4.容量

5.元素访问

        注意：在元素访问时，有一个与operator[]类似的操作at()(该函数不常用)函数，都是通过
key找到与key对应的value然后返回其引用，不同的是：当key不存在时，operator[]用默认
value与key构造键值对然后插入，返回该默认value，at()函数直接抛异常

6.元素修改

【总结】
        1. map中的的元素是键值对。
        2. map中的key是唯一的，并且不能修改。
        3. 默认按照小于的方式对key进行比较。
        4. 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。
        5. map的底层为平衡搜索树(红黑树)，查找效率比较高O(log N)。
        6. 支持[]操作符，operator[]中实际进行插入查找。

 三、multiset简介

1.multiset简介

        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)。

2.multiset使用 

        multiset与set的使用方法大部分相同，只有少许不同，由于multiset内部可以存在key相同的元素，所以可以实现对元素的排序。

 注意：
1. multiset中在底层中存储的是<value, value>的键值对（value就是key）。
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(log N)。
7. multiset的作用：可以对元素进行排序。
 

四、multimap简介

1.multimap简介

        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。

2.multimap使用 

multimap中的接口可以参考map，功能都是类似的。
注意：
        1. multimap中的key是可以重复的。
        2. multimap中的元素默认将key按照小于来比较
        3. multimap中没有重载operator[]操作（由于元素的key可以重复，通过查找key得到的数据可能有多个，但是operator[]只能修改一个数据。所以重载operator[]运算符没有太大的意义）。
        4. 使用时与map包含的头文件相同：

完~

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