目录
[3.1 set](#3.1 set)
[3.1.1 set的介绍](#3.1.1 set的介绍)
[3.1.2 set的使用](#3.1.2 set的使用)
[3.2 multiset](#3.2 multiset)
[3.2.1 multiset的介绍](#3.2.1 multiset的介绍)
[3.2.2 multiset的使用](#3.2.2 multiset的使用)
[3.3 map](#3.3 map)
[3.3.1 map的介绍](#3.3.1 map的介绍)
[3.3.2 map的使用](#3.3.2 map的使用)
[3.4 multimap](#3.4 multimap)
[3.4.1 multimap的介绍](#3.4.1 multimap的介绍)
[3.3.2 multimap的使用](#3.3.2 multimap的使用)
如果你已经了解了KV二叉搜索树，将会更容易读懂本文
一、关联式容器
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。
二、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，那么我们就可以通过键值对来描述这种关系。
cppSGI-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) {} };
三、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
文档介绍
set - C++ Reference (cplusplus.com)
https://legacy.cplusplus.com/reference/set/set/?kw=set
- set是按照一定次序存储元素的容器，底层是用二叉搜索树(红黑树)实现的
- 对于set，元素的value也标识它本身(即value就是key，类型为T)，并且每个value必须是唯一的（确保每个元素都可以标识它本身）。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
- 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（默认按照小于来比较）
- 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
3.1.2 set的使用
详细内容见文档介绍，下面是接口和示例代码：
接下来，通过下面这段代码学习 lower_bound 和 up_bound
cppvoid test_set2() { set<int> myset; set<int>::iterator itlow, itup; for (int i = 1; i < 10; i++) myset.insert(i * 10); // 10 20 30 40 50 60 70 80 90 itlow = myset.lower_bound(30); // >= val值位置的iterator itup = myset.upper_bound(70); // > val值位置的iterator set<int>::iterator it = itup; while (it != myset.end()) { cout << *it << " "; ++it; } cout << endl; // 80 90 myset.erase(itlow, itup); // 10 20 70 80 90 for (auto e : myset) { cout << e << " "; } cout << endl; } void test_set3() { std::set<int> myset; for (int i = 1; i <= 5; i++) myset.insert(i * 10); // myset: 10 20 30 40 50 //std::pair<std::set<int>::const_iterator, std::set<int>::const_iterator> ret; auto ret = myset.equal_range(35); std::cout << "the lower bound points to: " << *ret.first << '\n'; // >= val std::cout << "the upper bound points to: " << *ret.second << '\n'; // > val }3.2 multiset
3.2.1 multiset的介绍
文档介绍
- 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，multiset底层结构为二叉搜索树(红黑树)
- 在multiset中，元素的value也会识别它本身(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
- 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
- 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
3.2.2 multiset的使用
仅演示与set的不同之处，大体上可以参考set的用法
cppvoid test_multiset() { // 排序 multiset<int> s; s.insert(5); s.insert(2); s.insert(6); s.insert(1); s.insert(5); s.insert(2); multiset<int>::iterator it = s.begin(); while (it != s.end()) { cout << *it << " "; ++it; } cout << endl; // 如果有多个值，find返回中序第一个val it = s.find(5); while (it != s.end()) { cout << *it << " "; ++it; } cout << endl; cout << s.count(2) << endl; // [>=val, >val) //auto ret = s.equal_range(2); //s.erase(ret.first, ret.second); size_t n = s.erase(2); cout << n << endl; for (auto e : s) { cout << e << " "; } cout << endl; } VS2022 运行结果 1 2 2 5 5 6 5 5 6 2 2 1 5 5 63.3 map
3.3.1 map的介绍
文档介绍
map - C++ Reference (cplusplus.com)
- 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。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))
- 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;
- 在内部，map中的元素总是按照键值key进行比较排序的（默认按照小于的方式对key进行比较）。
- 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)。
- 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
3.3.2 map的使用
cppvoid test_map1() { map<string, string> dict; dict.insert(pair<string, string>("sort", "排序")); dict.insert(pair<string, string>("insert", "插入")); dict.insert(pair<const char*, const char*>("left", "左边")); //dict.insert(make_pair("right", "右边")); // 优化 dict["erase"]; // 插入 cout << dict["erase"] << endl; // 查找 dict["erase"] = "删除"; // 修改 cout << dict["erase"] << endl; // 查找 dict["test"] = "测试"; // 插入+修改 dict["left"] = "左边、剩余"; // 修改 string s1("xxxx"), s2("yyyy"); dict.insert(make_pair(s1, s2)); map<string, string>::iterator it = dict.begin(); while (it != dict.end()) { // 三种打印方式 cout << (*it).first << ":" << (*it).second << endl; //cout << it.operator->()->first << ":" << it.operator->()->second << endl; //cout << it->first << ":" << it->second << endl; ++it; } cout << endl; for (auto& kv : dict) { // kv.first += 'x'; kv.second += 'x'; cout << kv.first << ":" << kv.second << endl; } } 运行结果 删除 erase:删除 insert:插入 left:左边、剩余 right:右边 sort:排序 test:测试 xxxx:yyyy erase:删除x insert:插入x left:左边、剩余x right:右边x sort:排序x test:测试x xxxx:yyyyx使用map统计水果出现的次数
cppvoid test_map2() { string arr[] = { "苹果", "西瓜", "苹果", "西瓜", "苹果", "苹果", "西瓜", "苹果", "香蕉", "苹果", "香蕉" }; map<string, int> countMap; //for (auto& str : arr) //{ // //auto ret = countMap.find(str); // //if (ret == countMap.end()) // //{ // // // 没有表示第一次出现，插入 // // countMap.insert(make_pair(str, 1)); // //} // //else // //{ // // // 有就让次数++ // // ret->second++; // //} // countMap[str]++; //} // 更优代码 for (auto& str : arr) { countMap[str]++; } for (auto& kv : countMap) { cout << kv.first << ":" << kv.second << endl; } }extra map的[ ]重载代码剖析
3.4 multimap
3.4.1 multimap的介绍
文档介绍
- 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。multimap在底层用二叉搜索树(红黑树)来实现。
- 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;
- 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。
- 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。
3.3.2 multimap的使用
multimap中的接口可以参考map，功能都是类似的，需要注意的是：multimap没有重载operator[]操作（为什么？）
multimap可以有多个重复的key，那么operator[ ]返回哪个key的value呢？
