map、multimap、set、multiset讲解

news2024/9/21 20:48:56

文章目录

  • 📍前言
    • 1. 关联式容器
    • 2. 键值对
    • 3. 树形结构的关联式容器
      • 3.1 set
        • 3.1.1 set的介绍
        • 3.1.2 set的使用
      • 3.2 map
        • 3.2.1 map的介绍
        • 3.2.2 map的使用
      • 3.3 muitiset
        • 3.3.1 multiset的介绍
        • 3.3.2 multiset的使用
      • 3.4 multimap
        • 3.4.1 multimap的介绍
        • 3.4.2 multimap的使用
      • 3.5 在OJ中的使用
  • 📍后记

📍前言

本篇将学习map、multimap、set、multiset。

🕺作者: 迷茫的启明星

学习路线
C语言从0到1
C++初阶
C++进阶
数据结构从0到1

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持续更新中~

1. 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。

2. 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:

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)
        {}
    };

在这里插入图片描述

大概意思就是:

此类将一对值耦合在一起,这些值可能具有不同的类型(T1 和 T2)。 第一个和第二个可以通过其公共成员访问各个值。 键值对是元组的一种特殊情况。

在这里插入图片描述

3. 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。下面一依次介绍每一个容器。

3.1 set

3.1.1 set的介绍

set文档介绍
翻译:

  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。

注意:

  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. set中插入元素时,只需要插入value即可,不需要构造键值对。

  3. set中的元素不可以重复(因此可以使用set进行去重)。

  4. 使用set的迭代器遍历set中的元素,可以得到有序序列

  5. set中的元素默认按照小于来比较

  6. set中查找某个元素,时间复杂度为:log2n

  7. set中的元素不允许修改(为什么?)

    1. 维护排序和唯一性: std::set 内部使用红黑树等数据结构来实现有序性和唯一性。修改元素可能会破坏元素的顺序或导致重复元素的存在,从而破坏集合的特性。
    2. 保持 const-correctness(常量正确性): std::set 提供了一个常量迭代器用于遍历集合的元素。如果允许修改元素,那么使用常量迭代器将无法确保被遍历的元素的值不变,这将违反 C++ 中的常量正确性原则。
    3. 使用比较函数: std::set 在内部使用比较函数来确定元素的顺序。如果允许修改元素,那么它可能会导致元素的顺序改变,与原来定义的比较函数不一致。
  8. set中的底层使用二叉搜索树(红黑树)来实现。

3.1.2 set的使用

  1. set的模板参数列表

    在这里插入图片描述

    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

  2. set的构造

    函数声明功能介绍
    set (const Compare& comp = Compare(), const Allocator&= Allocator() );构造空的set
    set (InputIterator first, InputIterator last, const Compare& comp = Compare(), const Allocator& = Allocator() );用[first, last)区间中的元素构造 set
    set ( const set<Key,Compare,Allocator>& x);set的拷贝构造
    void test_set()
    {
        //1. 构造空的set
        set<int> s{};
        //2. 使用初始化列表构造
        set<int> s1 = { 1, 2, 1, 6, 3, 8, 5 };
        for (auto e : s1)
        {
            cout << e << " ";
        }
        cout << endl;
        //3. 使用迭代器构造
        int a[] = { 1, 2, 1, 6, 3, 8, 5 };
        set<int> s2(a, a + sizeof(a) / sizeof(int));
        for (auto e : s2)
        {
            cout << e << " ";
        }
        cout << endl;
        //4. 使用迭代器构造(但是是降序)
        set<int, greater<int>> s3(a, a + sizeof(a) / sizeof(int));
        for (auto e : s3)
        {
            cout << e << " ";
        }
        cout << endl;
        //5. 拷贝构造
        set<int> s4(s2);
        for (auto e : s4)
        {
            cout << e << " ";
        }
        cout << endl;
    }
    
    1. set的迭代器

      函数声明功能介绍
      iterator begin()返回set中起始位置元素的迭代器
      iterator end()返回set中最后一个元素后面的迭代器
      const_iterator cbegin() const返回set中起始位置元素的const迭代器
      const_iterator cend() const返回set中最后一个元素后面的const迭代器
      reverse_iterator rbegin()返回set第一个元素的反向迭代器,即end
      reverse_iterator rend()返回set最后一个元素下一个位置的反向迭代器,即rbegin
      const_reverse_iterator crbegin() const返回set第一个元素的反向const迭代器,即cend
      const_reverse_iterator crend() const返回set最后一个元素下一个位置的反向const迭代器,即crbegin
      #include <iostream>
      #include <set>
      
      int main() {
          std::set<int> mySet = {2, 4, 6, 8, 10};
      
          // begin() 和 end()
          std::cout << "Using begin() and end() functions:\n";
          for (auto it = mySet.begin(); it != mySet.end(); ++it) {
              std::cout << *it << " ";
          }
          std::cout << "\n\n";
      
          // cbegin() 和 cend()
          std::cout << "Using cbegin() and cend() functions:\n";
          for (auto it = mySet.cbegin(); it != mySet.cend(); ++it) {
              std::cout << *it << " ";
          }
          std::cout << "\n\n";
      
          // rbegin() 和 rend()
          std::cout << "Using rbegin() and rend() functions:\n";
          for (auto it = mySet.rbegin(); it != mySet.rend(); ++it) {
              std::cout << *it << " ";
          }
          std::cout << "\n\n";
      
          // crbegin() 和 crend()
          std::cout << "Using crbegin() and crend() functions:\n";
          for (auto it = mySet.crbegin(); it != mySet.crend(); ++it) {
              std::cout << *it << " ";
          }
          std::cout << "\n\n";
      
          return 0;
      }
      
      

      输出:

      Using begin() and end() functions:
      2 4 6 8 10 
      
      Using cbegin() and cend() functions:
      2 4 6 8 10 
      
      Using rbegin() and rend() functions:
      10 8 6 4 2 
      
      Using crbegin() and crend() functions:
      10 8 6 4 2 
      
      
    2. set的容量

      函数声明功能介绍
      bool empty ( ) const检测set是否为空,空返回true,否则返回true
      size_type size() const返回set中有效元素的个数
      #include <iostream>
      #include <set>
      
      int main() {
          std::set<int> mySet;
      
          std::cout << "Is set empty? " << (mySet.empty() ? "Yes" : "No") << std::endl;
          std::cout << "Size of set: " << mySet.size() << std::endl;
      
          mySet.insert(1);
          mySet.insert(2);
          mySet.insert(3);
      
          std::cout << "Is set empty? " << (mySet.empty() ? "Yes" : "No") << std::endl;
          std::cout << "Size of set: " << mySet.size() << std::endl;
      
          return 0;
      }
      
      

      输出:

      Is set empty? Yes
      Size of set: 0
      Is set empty? No
      Size of set: 3
      
      
    3. set的修改操作

      函数声明功能介绍
      pair<iterator,bool> insert(const value_type& x )在set中插入元素x,实际插入的是<x, x>构成的键值对,如果插入成功,返回<该元素在set中的位置,true>,如果插入失败,说明x在set中已经存在,返回<x在set中的位置,false>
      void erase ( iterator position )删除set中position位置上的元素
      size_type erase ( const key_type& x )删除set中值为x的元素,返回删除的元素的个数
      void erase ( iterator first,iterator last )删除set中[first, last)区间中的元素
      void swap (set<Key,Compare,Allocator>& st );交换set中的元素
      void clear ( )将set中的元素清空
      iterator find ( const key_type& x ) const返回set中值为x的元素的位置
      size_type count ( const key_type& x ) const返回set中值为x的元素的个数

      以下是这些函数的说明和使用示例:

      1. std::pair<iterator,bool> insert(const value_type& x)

        • 描述:在 std::set 中插入元素 x。实际插入的是以 x 为键和值构成的键值对。如果插入成功,返回一个包含插入元素位置的迭代器和 truestd::pair 对象;如果插入失败,即集合中已经存在相同的键值对,则返回一个包含重复元素位置的迭代器和 falsestd::pair 对象。
        • 示例:
          std::set<int> mySet;
          auto result = mySet.insert(42);
                  
          if (result.second) {
              std::cout << "Insertion successful! Element inserted at position: ";
              std::cout << *(result.first) << std::endl;
          } else {
              std::cout << "Insertion failed! Duplicate element found at position: ";
              std::cout << *(result.first) << std::endl;
          }
          
      2. void erase(iterator position)

        • 描述:删除 std::set 中指定迭代器 position 所在位置的元素。
        • 示例:
          std::set<int> mySet = {1, 2, 3};
          auto it = mySet.find(2);
          if (it != mySet.end()) {
              mySet.erase(it);
              std::cout << "Element erased successfully!" << std::endl;
          } else {
              std::cout << "Element not found!" << std::endl;
          }
          
      3. size_type erase(const key_type& x)

        • 描述:删除 std::set 中值为 x 的元素,并返回删除的元素个数。
        • 示例:
          std::set<int> mySet = {1, 2, 2, 3};
          size_t count = mySet.erase(2);
          std::cout << "Erased " << count << " elements with value 2" << std::endl;
          
      4. void erase(iterator first, iterator last)

        • 描述:删除 std::set 中位于 [first, last) 区间的元素。
        • 示例:
          std::set<int> mySet = {1, 2, 3, 4, 5};
          auto it1 = mySet.begin();
          auto it2 = mySet.find(3);
          if (it1 != mySet.end() && it2 != mySet.end()) {
              mySet.erase(it1, it2);
              std::cout << "Elements erased successfully!" << std::endl;
          } else {
              std::cout << "Elements not found!" << std::endl;
          }
          
      5. void swap(set<Key, Compare, Allocator>& st)

        • 描述:交换两个 std::set 容器中的元素。
        • 示例:
          std::set<int> set1 = {1, 2, 3};
          std::set<int> set2 = {4, 5, 6};
          set1.swap(set2);
          
      6. void clear()

        • 描述:清空 std::set 容器中的所有元素。
        • 示例:
          std::set<int> mySet = {1, 2, 3};
          mySet.clear();
          
      7. iterator find(const key_type& x) const

        • 描述:在 std::set 中查找值为 x 的元素,并返回一个指向该元素位置的迭代器。如果未找到该元素,则返回一个指向末尾的迭代器 end()
        • 示例:
          std::set<int> mySet = {1, 2, 3};
          auto it = mySet.find(2);
          if (it != mySet.end()) {
              std::cout << "Element found at position: " << *it << std::endl;
          } else {
              std::cout << "Element not found!" << std::endl;
          }
          
      8. size_type count(const key_type& x) const

        • 描述:返回 std::set 中值为 x 的元素个数。
        • 示例:
          std::set<int> mySet = {1, 2, 2, 3};
          size_t count = mySet.count(2);
          std::cout << "Count of elements with value 2: " << count << std::endl;
          

3.2 map

3.2.1 map的介绍

map的文档简介

翻译:

  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。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;
  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))。

3.2.2 map的使用

  1. map的模板参数说明

    在这里插入图片描述

    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. map的构造

    函数声明功能介绍
    map()构造一个空的map
    #include <iostream>
    #include <map>
    
    int main() {
        std::map<int, std::string> myMap;
        
        if (myMap.empty()) {
            std::cout << "The map is empty!" << std::endl;
        } else {
            std::cout << "The map is not empty." << std::endl;
        }
        
        return 0;
    }
    
    
  3. map的迭代器

    函数声明功能介绍
    begin()和end()begin:首元素的位置,end最后一个元素的下一个位置
    cbegin()和cend()与begin和end意义相同,但cbegin和cend所指向的元素不能修改
    rbegin()和rend()反向迭代器,rbegin在end位置,rend在begin位置,其++和–操作与begin和end操作移动相反
    crbegin()和crend()与rbegin和rend位置相同,操作相同,但crbegin和crend所指向的元素不能修改
    #include <iostream>
    #include <vector>
    #include <set>
    
    int main() {
        std::vector<int> myVector = {1, 2, 3, 4, 5};
        std::set<int> mySet = {1, 2, 3, 4, 5};
        
        // 使用 begin() 和 end()
        std::cout << "Using begin() and end(): ";
        for (auto it = myVector.begin(); it != myVector.end(); ++it) {
            std::cout << *it << " ";
        }
        std::cout << std::endl;
        
        // 使用 cbegin() 和 cend()
        std::cout << "Using cbegin() and cend(): ";
        for (auto it = mySet.cbegin(); it != mySet.cend(); ++it) {
            std::cout << *it << " ";
        }
        std::cout << std::endl;
        
        // 使用 rbegin() 和 rend()
        std::cout << "Using rbegin() and rend(): ";
        for (auto it = myVector.rbegin(); it != myVector.rend(); ++it) {
            std::cout << *it << " ";
        }
        std::cout << std::endl;
        
        // 使用 crbegin() 和 crend()
        std::cout << "Using crbegin() and crend(): ";
        for (auto it = mySet.crbegin(); it != mySet.crend(); ++it) {
            std::cout << *it << " ";
        }
        std::cout << std::endl;
        
        return 0;
    }
    
    
  4. map的容量与元素访问

    函数声明功能介绍
    bool empty ( ) const检测map中的元素是否为空,是返回true,否则返回false
    size_type size() const返回map中有效元素的个数
    mapped_type& operator[] (const key_type& k)返回去key对应的value
    #include <iostream>
    #include <map>
    
    int main() {
        std::map<int, std::string> myMap;
        
        // 使用 empty() 函数检测是否为空
        if (myMap.empty()) {
            std::cout << "The map is empty." << std::endl;
        } else {
            std::cout << "The map is not empty." << std::endl;
        }
        
        // 使用 size() 函数获取元素个数
        std::cout << "Size of the map: " << myMap.size() << std::endl;
        
        // 使用 operator[] 函数获取值
        myMap[1] = "One";
        myMap[2] = "Two";
        myMap[3] = "Three";
        
        std::cout << "Value at key 2: " << myMap[2] << std::endl;
        
        // 使用 empty() 函数再次检测是否为空
        if (myMap.empty()) {
            std::cout << "The map is empty." << std::endl;
        } else {
            std::cout << "The map is not empty." << std::endl;
        }
        
        // 使用 size() 函数再次获取元素个数
        std::cout << "Size of the map: " << myMap.size() << std::endl;
        
        return 0;
    }
    
    

    问题:当key不在map中时,通过operator获取对应value时会发生什么问题?

    在这里插入图片描述

    翻译:

    存取元件
    如果 k 与容器中元素的键匹配,则该函数返回对其映射值的引用。

    如果 k 与容器中任何元素的键都不匹配,则该函数将插入具有该键的新元素并返回对其映射值的引用。 请注意,即使没有为元素分配映射值(该元素是使用其默认构造函数构造的),这始终会将容器大小增加一。

    类似的成员函数 map::at 在具有该键的元素存在时具有相同的行为,但在不存在时抛出异常。

    调用该函数相当于:
    (*((this->insert(make_pair(k,mapped_type()))).first)).second

    (*((this->insert(make_pair(k,mapped_type()))).first)).second的解释:

    这段代码是对于 std::map 类的成员函数 insert 的调用,它用于在 std::map 容器中插入一个新的键值对,并返回一个迭代器指向插入的位置。

    具体地说,make_pair(k, mapped_type()) 创建了一个键值对,其中键是 k,值是默认构造的 mapped_type 类型对象。然后,insert 函数将该键值对插入到 std::map 中。

    整个表达式的含义如下:

    1. this->insert(make_pair(k, mapped_type())) 将一个键值对插入到 std::map 中。
    2. first 返回一个迭代器,指向刚刚被插入的键值对。
    3. *(this->insert(make_pair(k, mapped_type()))).first 解引用迭代器,获取对应键值对的引用。
    4. second 获取得到引用的键值对的值部分。

    所以,(*((this->insert(make_pair(k, mapped_type()))).first)).second 的作用是获取插入到 std::map 中的键值对的值部分。

    请注意,this->insert 表示该代码段是在类的成员函数中使用的,而 std::map 是 C++ 标准库提供的关联容器类型之一。

    1. map中元素的修改

      函数声明功能介绍
      pair<iterator,bool> insert (const value_type& x )在map中插入键值对x,注意x是一个键值对,返回值也是键值对:iterator代表新插入元素的位置,bool代表释放插入成功
      void erase ( iterator position )删除position位置上的元素
      size_type erase ( const key_type& x )删除键值为x的元素
      void erase ( iterator first, iterator last )删除[first, last)区间中的元素
      void swap (map<Key,T,Compare,Allocator>&mp )交换两个map中的元素
      void clear ( )将map中的元素清空
      iterator find ( const key_type& x )在map中插入key为x的元素,找到返回该元素的位置的迭代器,否则返回end
      const_iterator find ( const key_type& x ) const在map中插入key为x的元素,找到返回该元素的位置的const迭代器,否则返回cend
      size_type count ( const key_type& x ) const返回key为x的键值在map中的个数,注意map中key是唯一的,因此该函数的返回值要么为0,要么为1,因此也可以用该函数来检测一个key是否在map中
      #include <iostream>
      #include <map>
      
      int main() {
        // 示例代码1:insert() 插入键值对,并返回插入结果
        std::map<int, std::string> myMap;
      
        // 使用 insert() 插入键值对
        std::pair<std::map<int, std::string>::iterator, bool> result = myMap.insert(std::make_pair(1, "One"));
        if (result.second) {
          std::cout << "Insertion succeeded at position: " << result.first->first << std::endl;
        }
      
        // 示例代码2:erase() 删除元素
        myMap.erase(result.first); // 删除刚插入的元素
      
        // 示例代码3:erase(key_type) 删除指定键的元素
        myMap.insert(std::make_pair(2, "Two"));
        myMap.insert(std::make_pair(3, "Three"));
        myMap.insert(std::make_pair(4, "Four"));
      
        size_t numErased = myMap.erase(2);
        std::cout << "Erased elements count: " << numErased << std::endl;
      
        // 示例代码4:erase(iterator, iterator) 删除指定范围的元素
        myMap.insert(std::make_pair(5, "Five"));
        myMap.insert(std::make_pair(6, "Six"));
      
        auto it1 = myMap.begin();
        auto it2 = myMap.find(4); // 查找键为4的元素的迭代器
      
        myMap.erase(it1, it2);
      
        // 示例代码5:swap() 交换两个 map 容器
        std::map<int, std::string> anotherMap;
        anotherMap.insert(std::make_pair(7, "Seven"));
        anotherMap.insert(std::make_pair(8, "Eight"));
      
        myMap.swap(anotherMap);
      
        // 示例代码6:clear() 清空 map 容器
        myMap.clear();
      
        // 示例代码7:find() 查找元素并返回迭代器
        anotherMap.insert(std::make_pair(9, "Nine"));
        anotherMap.insert(std::make_pair(10, "Ten"));
      
        auto foundIt = anotherMap.find(9);
        if (foundIt != anotherMap.end()) {
          std::cout << "Found element: " << foundIt->second << std::endl;
        } else {
          std::cout << "Element not found." << std::endl;
        }
      
        // 示例代码8:find() const 在常量 map 中查找元素并返回常量迭代器
        std::map<int, std::string>::const_iterator constFoundIt = anotherMap.find(11);
        if (constFoundIt != anotherMap.cend()) {
          std::cout << "Found constant element: " << constFoundIt->second << std::endl;
        } else {
          std::cout << "Constant element not found." << std::endl;
        }
      
        // 示例代码9:count() const 返回键的计数
        size_t count = anotherMap.count(10);
        std::cout << "Count of key 10: " << count << std::endl;
      
        return 0;
      }
      
      

    【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log2n
    6. 支持[]操作符,operator[]中实际进行插入查找。

3.3 muitiset

3.3.1 multiset的介绍

multiset文档介绍

翻译:

  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)。

注意:

  1. multiset中再底层中存储的是<value, value>的键值对
  2. mtltiset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是中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log2N
  7. multiset的作用:可以对元素进行排序

3.3.2 multiset的使用

此处只简单演示set与multiset的不同,其他接口接口与set相同。

#include <set>
void TestSet()
{
    int array[] = { 2, 1, 3, 9, 6, 0, 5, 8, 4, 7 };
    // 注意:multiset在底层实际存储的是<int, int>的键值对
    multiset<int> s(array, array + sizeof(array)/sizeof(array[0]));
    for (auto& e : s)
        cout << e << " ";
    cout << endl;
    return 0;
}

3.4 multimap

3.4.1 multimap的介绍

multimap文档介绍

翻译:

  1. 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。
  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 multimap的使用

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(为什么?)。

    其原因有以下两点:

    1. 键的重复性:std::multimap 允许键的重复,即可以插入具有相同键的多个元素。而 operator[] 操作符通常被用于直接访问特定键对应的值,但是由于 std::multimap 中可能存在多个具有相同键的元素,因此无法确定要返回哪个值。

    2. 插入语义:operator[] 操作符在 map 类型中通常具有插入语义,即当指定的键不存在时,会自动插入一个具有该键的元素。然而,在 std::multimap 中,由于键可以重复,如果使用 operator[] 插入键,就无法确定应该插入的位置,因此无法提供一致的插入语义。

  4. 使用时与map包含的头文件相同:

3.5 在OJ中的使用

  1. 前K个高频单词

    方式一:

    class Solution {
    public:
        struct Greater
        {
            bool operator()(const pair<string,int>&kv1,const pair<string,int>&kv2) const
            {
                if(kv1.second>kv2.second)
                    return true;
                
                
                return false;
            }
        };
        vector<string> topKFrequent(vector<string>& words, int k) {
            //统计次数--默认按string去排序
            map<string,int> countMap;
            for(auto& str : words)
            {
                countMap[str]++;
            }
    		//稳定排序stable_sort
            vector<pair<string,int>> sortV(countMap.begin(),countMap.end());
            stable_sort(sortV.begin(),sortV.end(),Greater());
    
            vector<string> v;
            for(size_t i=0;i<k;++i)
            {
                v.push_back(sortV[i].first);
            }
    
            return v;
        }
    };
    

    方式二:

    class Solution {
    public:
        vector<string> topKFrequent(vector<string>& words, int k) {
            map<string,int> countMap;
            for(auto& str:words)
            {
                countMap[str]++;
            }
            multimap<int,string,greater<int>> sortMap;
            for(auto& kv:countMap)
            {
                sortMap.insert(make_pair(kv.second,kv.first));
            }
    
            vector<string> v;
            multimap<int,string,greater<int>>::iterator it = sortMap.begin();
            for(size_t i=0;i<k;++i)
            {
                v.push_back(it->second);
                ++it;
            }
            return v;
        }
    };
    
    1. 两个数组的交集I

      class Solution {
      public:
          vector<int> intersection(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) {
              set<int> s1(nums1.begin(),nums1.end());
              set<int> s2(nums2.begin(),nums2.end());
      
              auto it1 = s1.begin();
              auto it2 = s2.begin();
      
              vector<int> v;
              while(it1 != s1.end()&&it2!=s2.end())
              {
                  if(*it1<*it2)
                  {
                      ++it1;
                  }
                  else if(*it1>*it2)
                  {
                      ++it2;
                  }
                  else{
                      v.push_back(*it1);
                      ++it1;
                      ++it2;
                  }
              }
              return v;
          }
      };
      

nt> intersection(vector& nums1, vector& nums2) {

          set<int> s1(nums1.begin(),nums1.end());
          set<int> s2(nums2.begin(),nums2.end());
  
          auto it1 = s1.begin();
          auto it2 = s2.begin();
  
          vector<int> v;
          while(it1 != s1.end()&&it2!=s2.end())
          {
              if(*it1<*it2)
              {
                  ++it1;
              }
              else if(*it1>*it2)
              {
                  ++it2;
              }
              else{
                  v.push_back(*it1);
                  ++it1;
                  ++it2;
              }
          }
          return v;
      }
  };
  ```

📍后记

本篇讲解了map、multimap、set、multiset的概念及使用。

感谢大家支持!!!

respect!

下篇见!

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