C++、STL标准模板库和泛型编程 ——关联式容器 (侯捷)

news2024/10/7 18:21:36

C++、STL标准模板库和泛型编程——关联式容器 (侯捷)( 持续更新!!!)

  • 关联式容器
    • rb_tree 容器
      • set、multiset 容器
      • map、multimap容器

C++、STL标准模板库和泛型编程——序列式容器 (侯捷)

关联式容器

关联式容器,通过key来找值,查找速度非常快,可以看成是小型数据库。

关联容器:setmultisetmapmultimap,实现是使用 红黑树(高度平衡二叉树)

  • setkey既是key也是value

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C++11中有Unordered容器,但他也属于关联容器,实现使用hash table做的

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rb_tree 容器

Red-Black tree(红黑树)是平衡二叉搜索树balanced binary search tree)中常被使用的一种。平衡二叉搜索树的特征:排列规则有利searchinsert,并保持适度平衡——无任何节点太深。

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rb_tree 提供“遍历”操作及iterators.

  • 按正常规则(++ite)遍历。便能获得排序状态sorted)。

我们不应使用rb_treeiterators改变元素值(因为元素有其严谨排序规则)。编程层面(programming leve并未阻止此事

  • 如此设计是正确的,因为rb_tree即将为setmap服务(作为其底层支持);
  • map允许元素的data被改变,只有元素的key才是不可以改变的。
  • rb_tree提供两个insertion操作:insert_unique()insert_equal()。前者表示节点的key一定是在整个tree中独一无二,否则安插失败(对红黑树没有任何影响);后者表示节点的key可以重复。

使用红黑树,有5个模板参数:

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红黑树和双向链表都有一个不用的节点,双向链表是end后面的节点,红黑树是头节点。

第三个模板参数是指定如何取出key:

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set、multiset 容器

set/multisetrb_tree为底层结构,因此有【元素自动排序】特性。

  • 排序的依据是key,而set/multiset元素的valuekey合一:value就是key
  • set/multiset提供“遍历”操作及iterators;按正常规则(++ite)遍历,便能获得排序状态(sorted)。
  • 我们无法使用set/multisetiterators改变元素值(因为key有其严谨的排序规则)。set/multisetiterators是其底部的RB_treeconst-iterator,就是为了禁止user对元素赋值。
  • set元素的key必须独一无二,因此其insert()用的是rb_treeinsert_unique()
  • multiset元素的key可以重复,因此其insert()用的是rb_treeinsert_equal()

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multimap

multiset<int> c;
c.insert(2);//会放在该放置的位置,放进去就会被排序
c.begin();
c.end();
c.size();
c.max_size();
c.find(target);//内置find,红黑树

map、multimap容器

map/multimaprb_tree为底层结构,因此有【元素自动排序】特性。

  • 排序的依据是key
  • map/multimap提供“遍历”操作及iterators;按正常规则(++ite)遍历,便能获得排序状态(sorted)。
  • 我们无法使用map/multimapiterators改变元素的key(因为key有其严谨的排序规则)。但可以用它来改变元素的data。因此map/multimap内部自动将user指定的key type设定为const,如此便能禁止user对元素的key赋值。
  • map元素的key必须独一无二,因此其insert()用的是rb_treeinsert_unique()
  • multimap元素的key可以重复,因此其insert()用的是rb_treeinsert_equal()

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map可以通过下标[]来插入:

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