算法学习入门--- set与map（C++）

1.set、multiset介绍

2.map、multimap介绍

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5.洛谷---【深基17.例5】木材仓库

1.set、multiset介绍

set不能存相同元素，multiset能存相同元素，存10个1前者只会存1个1，后者会存10个1，除此以外所有的函数功能相同。所以，set是具有去重的功能的
创建格式：set<type> mp1
size：返回实际元素个数
empty：返回是否为空
begin、end：可以使用for遍历整个set（红黑树），遍历时按照中序遍历来遍历的，根据红黑树的性质，遍历结果会是一个有序的序列；begin表示的是第一个元素的迭代器，end表示的是最后一个元素之后的迭代器，所以遍历范围为 [begin,end)；迭代器作为一个抽象化的指针（无法被直接访问的指针，即无法cout其地址），无法通过 < 来和 end迭代器比较，所以必须要使用 it != mp.end()
insert：插入一个元素，O(logN)
erase：删除一个元素，O(logN)
find：查找一个元素，返回的是迭代器，如果没找到就返回set.end()，O(logN)
count：查询元素出现的次数，因为set中的元素唯一，所以只会返回1（存在）或0（不存在），一般用来查询元素是否在红黑树中，O(logN)
lower_bound：大于等于x的最小元素，返回的是迭代器
upper_bound：大于x的最小元素，返回的是迭代器

代码演示：

cpp 复制代码

#include<iostream>
#include<set>
using namespace std;

int a[]={10,10,60,20,70,80,30,90,40,100,50};

int main()
{
	set<int> mp;
	for(auto x:a)mp.insert(x);
	//for(auto it = mp.begin();it != mp.end();it++)
		//cout<<*it<<" ";
	for(auto x:mp)cout<<x<<" ";
	cout<<endl;
	mp.erase(60);
	mp.erase(100);
	for(auto x:mp)cout<<x<<" ";
	cout<<endl;
	if(mp.count(10))cout<<"Yes"<<" ";
	else cout<<"No"<<" ";
	if(mp.count(1))cout<<"Yes"<<" ";
	else cout<<"No"<<" ";
	cout<<endl;
	auto x = mp.lower_bound(20);
	auto y = mp.upper_bound(20);
	cout<<*x<<" "<<*y;
	return 0;
}

2.map、multimap介绍

map相当于set当中存取的数据为pair类型
map当中，比较方式是以key来做比较的，换言之遍历map时，中序遍历的是key而不是key所对应的value；map只允许一个键对应一个值，multimap允许一个键对应多个值
创建格式：map<type,type> mp1
size、empty、begin、end与上同，不解释
insert：插入的元素为键值对，insert({1,2})
operator[]：重载[]，使得map可以像数组一样使用，并且重载[]这一步操作C++提供的模板已经帮我们搞好了，直接用即可；但使用[]访问map时，会把不存在于map当中的键值对插入进去，并给键所对应的值赋上一个0；为了防止这个情况发生，可以先count一下看看这个键值对是否存在，然后再使用[]访问
erase：删除一个元素，传入key即可删除
count：查看一个元素是否存在，传入key即可
lower_bound，upper_bound：比较的是传入值与键的大小，其他与set不变

代码演示：

cpp 复制代码

#include<iostream>
#include<map>
using namespace std;

void print(map<string,int>& mp)
{
	for(auto& p:mp)
		cout<<p.first<<" "<<p.second<<endl;
}

int main()
{
	map<string,int> mp;
	mp.insert({"zhang",1});
	mp.insert({"lisi",2});
	mp.insert({"wang",3});
	print(mp);
	cout<<mp["zhang"]<<endl;
	if(mp["zhao"]==4)cout<<"yes"<<endl;
	//if(mp.count("zhao")&&mp["zhao"]==4)cout<<"yes"<<endl;
	else cout<<"no"<<endl;
	print(mp);
	mp.erase("zhao");
	print(mp);
	return 0;
}

3.洛谷---英语1（eng1）- 英语作文

为了方便截取单词，需要以字符的格式读取，并以输入的非单词字符作为分割；如果以字符串读取，就需要我们自己来截取单词，比较麻烦

在c++中，string类型字符串重新赋空的代码为 str = ""

map的键值对代表的是<高级词汇,词汇分数>

代码：

cpp 复制代码

#include<iostream>
#include<map>
#include<cstdio>
using namespace std;
#define int long long

signed main()
{
	int N,P;cin>>N>>P;
	map<string,int> sc;//词汇和成绩对照表
	while(N--)
	{
		string in;int num;cin>>in>>num;
		sc.insert({in,num});	
	} 
	string word;
	char cur;
	int ret=0;
	while(scanf("%c",&cur)!=EOF)//while((cur=getchar())!=EOF)
	{
		if((cur>='a'&&cur<='z')||(cur>='A'&&cur<='Z')||(cur>='0'&&cur<='9'))//单词输入 
			word+=cur;
		else
		{
			if(sc.count(word)) ret+=sc[word];		
			word="";//说明一个单词结束了 
		}
	}
	cout<<(ret%P);
	return 0;
}

代码易错点：

cin遇到空格时会自动跳过，那么空格分隔的特性就失效了

scanf虽然%s读取会省略空白字符，但%c读取不会；getchar读取失败时和scanf一样，返回EOF；scanf返回值为一个整数，表示成功读取的变量个数（占位符与输入数据格式不匹配也算失败读取），一个变量都没有成功读取发生错误则返回EOF（-1），如果全都只是占位符与输入数据格式不匹配那么返回0

4.洛谷--- [HNOI2002] 营业额统计

对于第i天的营业额来说，就是从[0,i-1]范围中找到和他相差最小的那个元素

例如当前元素为4 ，从1 2 5 7 8 9 当中寻找，那么找到的那个数是比他要大的5，此处视作y

例如当前元素为3，从1 2 5 7 8 9 当中寻找，那么找到的那个书是比他要小的2，此处视作z

最终获得的波动值应该为min(|y-x|,|z-x|)

寻找大于等于x的最小值时，使用lower-bound即可

当序列有序时，迭代器it--以后，就能获得小于等于x的最大值

对于红黑树遍历来说，因为是有序的，所以可以直接it--，不需要再对其进行排序，但需要注意的是：不能*(it-1)，只能it--后再对it进行解引用，换言之只能让迭代器变化位置，但不能对迭代器进行指针运算

当x正好大于等于set中的第一个元素，那么it--可能会存在越界访问的情况，此时可以初始化给到一个左右护法，即整个set的前面加上一个-∞，整个set的后面加上一个+∞，那么就不会再有越界访问的情况（如下图所示）

正确性检验：无论是it所指向的元素多小，最要比代表-∞的值要大，这个-∞的值可以取为-1e7，+∞也是这样判断的

代码：

cpp 复制代码

#include<iostream>
#include<set>
#include<algorithm>
#include<cmath>
using namespace std;
#define int long long

signed main()
{
	int d;cin>>d;
	set<int> mp;
	//第一次为特殊情况 
	int fst,ret=0;cin>>fst;
	mp.insert(fst);ret+=fst;d--;
	mp.insert(1e7);
	mp.insert(-1e7); 
	while(d--)
	{
		int in;cin>>in;
		auto it = mp.lower_bound(in);int y = *it;
		it--;int z = *it;
		ret+=min(abs(y-in),abs(z-in));
		mp.insert(in);
	}
	cout<<ret;
	return 0;
}

5.洛谷---【深基17.例5】木材仓库

代码：

cpp 复制代码

#include<iostream>
#include<set>
#include<cmath>
using namespace std;
#define int long long

signed main()
{
	int m;cin>>m;
	set<int> mp; 
	mp.insert(1e10);
	mp.insert(-1e10);
	while(m--)
	{
		int flag,len;cin>>flag>>len;
		if(flag==1)
		{
			//先判断在仓库中是否存在 
			if(mp.count(len))cout<<"Already Exist"<<endl;
			mp.insert(len);
		}
		else
		{
			//仓库为空 
			if(mp.size()==2)
			{
				cout<<"Empty"<<endl;
				continue;
			}
			//开始寻找差值最小的木材
			auto it = mp.lower_bound(len);int y = *it;
			it--;int z = *it;
			if(abs(y-len)>=abs(z-len)) 
			{
				cout<<z<<endl;
				mp.erase(z);	
			}
			else 
			{
				cout<<y<<endl;
				mp.erase(y);	
			} 
		}
	}
	return 0;
}