关联式容器——map和set详解

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前言

我们前几篇文章讲了搜索二叉树，我们提到了搜索二叉树的应用就是K结构和KV结构，今天我们要提到的这两个关联式容器就是这两个结构的实现，废话少说直接今日我们的内容。

一，set

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。
   最后一点也是我们后面学习的重点。

1.1set的使用

这里的Compare就是比较大小，默认是按照小于的比较。

set的使用上没有太多可以讲的，他的绝大多数容器我们都是可以类比之前学习过的。

我们直接写一些代码来熟悉它。

	//去重+排序
	set<int> s;
	s.insert(2);
	s.insert(7);
	s.insert(7);
	s.insert(1);
	s.insert(10);
	s.insert(9);
	s.insert(14);
	s.insert(17);

	set<int>::iterator it = s.begin();
	while (it != s.end())
	{
		cout << *it << " ";
		it++;
	}
	cout << endl;

set就是二叉搜索树的K结构，她最基本就是排序+去重操作。

值得注意的是set的find，它的返回值是一个迭代器，并且当找不到这个数的时候返回的是set的最后一个位置，那么我们的代码就可以这样写。

	set<int>::iterator pos1 = s.find(7);
	if (pos1 != s.end())
	{
		cout << "找到了" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "没有" << endl;
	}
	cout << endl;
	set<int>::iterator pos2 = s.find(100);
	if (pos2 != s.end())
	{
		cout << "找到了" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "没有" << endl;
	}
	cout << endl;

同时set还有一个新的函数count

与find类似它也是查找，但他会返回这个数出现的次数，但是我们知道set是去重操作的，这个数最多一个。

这个函数是给multiset使用的。

特殊的set（multiset）

这个multiset就可以称得上真正的排序了，因为它只排序不去重

	multiset<int> s;
	s.insert(2);
	s.insert(7);
	s.insert(7);
	s.insert(7);
	s.insert(7);
	s.insert(7);
	s.insert(1);
	s.insert(10);
	s.insert(9);
	s.insert(14);
	s.insert(17);
	for (auto& e : s)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;

	cout << s.count(7) << endl;

这里的count就发挥了他的作用了。

二，map

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))。

2.2map的使用

map就是KV结构，C++这里的设计就是把KV一起放在一个结构体中去使用。

我们来看看map的插入。

注意看，insert的pair和上面的pair是两个不一样的pair，等会到[]我们会重点提到这个。

insert的插入方式有很多。

	map<string, string> dict;

	//匿名对象
	dict.insert(pair<string, string>("sort", "排序"));
	//有名对象
	pair<string, string> kv("string", "字符串");
	dict.insert(kv);
	//{}：c++11支持的隐式类型转换
	dict.insert({ "apple","苹果" });
	//make_pair：c++98
	dict.insert(make_pair("banana", "香蕉"));

我个人更喜欢make_pair这样的写法。

	map<string, string> dict;

	//匿名对象
	dict.insert(pair<string, string>("sort", "排序"));
	//有名对象
	pair<string, string> kv("string", "字符串");
	dict.insert(kv);
	//{}：c++11支持的隐式类型转换
	dict.insert({ "apple","苹果" });
	//make_pair：c++98
	dict.insert(make_pair("banana", "香蕉"));
	map<string, string>::iterator it = dict.begin();
	while (it != dict.end())
	{
		//cout << (*it).first << (*it).second << endl;
		//it->==pair*;pair->first   优化成一个->
		cout << it->first << it->second << endl;	
		++it;
	}

这里我们要说一说

cout << it->first << it->second << endl;

这里省略了一个->，他的完整操作是operator调用->，返回了数据的指针（pair*）,然后pair*再调用->。这里优化成了一个箭头。

还有一点要注意：map里面看数据重不重复，只看key，只要key相同就构成冗余

同样的map也有一个支持冗余的就是：multimap

void map_test2()
{
	multimap<string, string> dict;
	dict.insert(pair<string, string>("sort", "排序"));
	dict.insert(pair<string, string>("sort", "12"));
	dict.insert(pair<string, string>("sort", "123"));
	dict.insert(pair<string, string>("sort", "1234"));

	for (auto& kv : dict)
	{
		cout << kv.first<<":" << kv.second << endl;
	}
}

2.3

上面的翻译大致是：调用[]相当于调用这一大串。

==intsert中的pair的first指向了被插入元素所在位置的迭代器。

	string arr[] = { "香蕉","橘子","梨","苹果","草莓","香蕉","橘子", "香蕉","橘子", "香蕉","橘子", "香蕉","橘子",
					"西瓜","榴莲" };
	map<string, int> countMap;


	for (auto& e : arr)
	{
		pair<map<string, int>::iterator, bool> ret;
		ret = countMap.insert(make_pair(e, 1));
		//如果不存在那就直接插入，如果存在那这个inset什么事情都不会干，此时这里的bool值就是false
		if (ret.second == false)
		{
			//ret.first==iterator(被插入元素所在位置的迭代器),这个元素的second就是记录个数的
			ret.first->second++;
		}
	}

ret.first==iterator(被插入元素所在位置的迭代器)；

理解了[]的原理，下标还是非常的好用的。上面这个统计次数的代码，用下标只要一行。

	for (auto& e : arr)
	{
		countMap[e]++;
	}

总结

总的来说map和set就是我们已经学过的知识，知识换了包装而已，这里的重点就是要理解这个下标的原理，多通过代去深化自己的知识，下一节我们就要开始讲

AVL树和红黑树了。