【C++】map、set基本用法

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前言:

C++的STL已经学习很大一部分了，接下来介绍的是map set是c++的是两种关联容器。

简单介绍

map set：

两者都使用红黑树作为底层数据结构来存储元素。
map是一种键值对容器，其中每个键都是唯一的，并且与一个值相关联。
set则是一个元素集合，其中的每个元素也是唯一的，但它不存储与元素相关联的值。

set（K模型）

set使用介绍

set是标准模板库（STL）中的一种关联容器，它存储的元素是唯一的，并且按照特定的顺序（默认是升序）自动排序。

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& x);	set的拷贝构造

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的容量

函数声明	功能介绍
bool empty ( ) const	检测set是否为空，空返回false，否则返回true
size_type size() const	返回set中有效元素的个数

set的修改

函数声明	功能介绍
pair insert ( const value_type& x )	在set中插入元素x，实际插入的是构成的键值对，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& 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

multiset

它允许存储具有相同值的元素，并且这些元素会根据特定的排序准则自动排序。与 set 容器不同，multiset 允许重复的元素值。

multiset的操作大致是一样的唯一的额区别就是，multiset允许有重复的元素。
针对set以下接口，大致是留给multiset

函数声明	功能介绍
lower_bound	返回比这个大于等于这个值的迭代器
upper_bound	返回大于这个值的迭代器
equal_range	pair<iterator,iterator> equal_range (const value_type& val) const 返回这个值的区间，满足左闭又开。

pair<iterator,iterator>这个返回值是键对值。

map（KV模型）

map是一种关联容器，它存储元素作为键值对（key-value pairs），其中每个键都是唯一的。

map的使用介绍

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

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[] (const key_type& k)	返回去key对应的value

值得注意的是[]由于map存储的值的键值对.

注意：

在元素访问时，有一个与operator[]类似的操作at()(该函数不常用)函数
都是通过 key找到与key对应的value然后返回其引用
不同的是：当key不存在时，operator[]用默认 value与key构造键值对然后插入，返回该默认value，at()函数直接抛异常。

代码解析

cpp 复制代码

pair<iterator, bool> ret = insert(key, V());
return ret.first->second;

如果key存在，则返回这等于key的迭代器。
如果key不存在，在则返回新插入节点的迭代器。

pair

std::pair 是 C++ 标准模板库（STL）中的一个模板结构，用于存储一对值。

在map中是如何赋值：

cpp 复制代码

void TestMap()
{
	map<string, string> m;
	string s1("苹果");
	string s2("apple");
	m.insert(pair<string, string>(s1, s2));
	//C++98pair构造
	m.insert(make_pair("桃子", "peach"));
	//C++11 多参数的构造函数隐式类型转换
	m.insert({ "香蕉","banana" });

	for (auto e : m)
	{
		cout << e.first << ":" << e.second << endl;
	}
}

map中元素的修改

函数声明	功能简介
pair 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& 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

multimap

multimap是C++标准模板库（STL）中的一种关联容器，它存储键值对，并且允许一个键对应多个值。这与map容器不同，后者对于每个键只存储一个值。

函数声明	功能介绍
lower_bound	返回比这个大于等于这个值的迭代器
upper_bound	返回大于这个值的迭代器
equal_range	pair<iterator,iterator> equal_range (const value_type& val) const 返回这个值的区间，满足左闭又开。

map和set对比

综上所述map和set很相似，很多接口都一样，区别如下

对比维度	map	set
存储元素	键值对	单个值
唯一性	键唯一	元素唯一
访问方式	通过键访问值	通过迭代器遍历
修改能力	可以通过键修改值	元素不可修改
默认排序	键升序	值升序
底层结构	红黑树	红黑树

| 访问方式 | 通过键访问值 | 通过迭代器遍历

| 修改能力 | 可以通过键修改值 | 元素不可修改

| 默认排序 | 键升序 | 值升序

| 底层结构 | 红黑树 | 红黑树 |