map和set介绍及使用

news2024/11/16 9:53:53

目录

一、什么是关联式容器

二、set

1.set的介绍

2.set的使用方法

三、mutiset

四、map

1.map简介

2.map的使用

五、multimap

一、什么是关联式容器

在了解map、set之前，你肯定已经使用过vector、list、deque、forward_list(C++11)等这些容器，而他们统称为序列式容器，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。

而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的效率更高。

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。一般可通过key键值来找到所对应的value值。
而set和map使用的是树型的关联式容器，还有multimap和multiset也是使用的该容器。他们的共同点是使用平衡搜索树(即红黑树)作为其底层，容器中的元素是一个有序的序列。
下面会依次介绍该四种容器。

二、set

1.set的介绍

set的官方文档

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。

set知识点：

1.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：O(log_2 n)
7. set中的元素不允许修改
8. set中的底层使用二叉搜索树(红黑树)来实现

2.set的使用方法

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
//set的初始化
set<int> s={ 1,4,5,7,8,2,1,5,2,6,7 };//默认是升序排序

//降序的初始化
set<int,greater<int>> s={ 1,4,5,7,8,2,1,5,2,6,7 };

 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

set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

set的一些方法

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 ( constkey_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

三、mutiset

multiset官方文档
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)。
set和multiset最大的区别就是其中的元素可不可以重复；multiset的find方法使用时，返回的是中序的第一个出现的值；erase方法就是删除所有的该值。其他特性几乎相同，使用方法也可参考set的。

四、map

map官方文档

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: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的使用

map的初始化

void test_map()
{
	map<string, string> dict;
	//初始化1
	pair<string, string> kv1("sort", "排序");
	dict.insert(kv1);

	//初始化2   //匿名对象初始化
	map<string, string> dict2;
    dict2.insert(pair<string, string>("sort", "排序"));
	dict2.insert(pair<string, string>("test", "测试"));
	dict2.insert(pair<string, string>("string", "字符串"));

	初始化3  typedef使用
	map<string, string> dict3;
    typedef pair<string, string> DictKV;
	dict3.insert(DictKV("string", "字符串"));

	//初始化4   make_pair 是函数模板   优势是自动推导
	map<string, string> dict4;
    dict4.insert(make_pair("sort", "z左边"));
}

map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()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()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

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；也支持范围for

map的容量与元素访问

函数声明功能简介
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[] (constkey_type& k)返回去key对应的value
void test_map()
{
	map<string, string> dict;

	dict.insert(pair<string, string>("sort", "排序"));
	dict.insert(pair<string, string>("test", "测试"));
	dict.insert(pair<string, string>("string", "字符串"));

	map<string, string>::iterator it = dict.begin();
	while (it != dict.end())
	{
		cout << (*it).first << " " << (*it).second << endl;
		++it;
	}
	cout << endl;
	for (const auto& kv : dict)
	{
		cout << kv.first <<":" << kv.second << endl;
	}
//kv.first访问kv对象中的key值，kv.second访问kv对象中的value值
	cout << endl;
}

 map元素的修改

函数声明功能简介
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 ( constkey_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

五、multimap

multimap官方文档

简介

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
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。
multimap的使用可以参考map，功能都是类似的，除一下几点：

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。

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