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。
3. 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。
3.1 set
3.1.1 set的介绍
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:
$log_2 n$
7. set
中的元素不允许修改
(
为什么
?)
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
2. set的构造
3.2 map
3.2.1 map的介绍
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
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。
【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
$O(log_2 N)$
6.
支持
[]
操作符,
operator[]
中实际进行插入查找。