1.区分 序列式容器 与 关联式容器
前面学习了很多容器：string，vector，list，stack，queue，array等，这些统称为序列式容器：因为逻辑结构为线性序列的数据结构，两个位置存储的值一般没有紧密的关联关系，交换一下，依旧是序列式容器。顺序容器中的元素是按照他们在容器的存储位置顺序保存和访问的。
今天要学习的may和set是关联式容器：关联式容器逻辑结构通常是非线性结构，两个位置有紧密关联关系（key、value），交换一下，存储结构就破坏了。顺序容器中是按照关键字（key）保存和访问的 。后续的unordered_map系列 / unordered_set系列也是关联式容器。
本章的map，set底层是红黑树，红黑树是一颗平衡二叉搜索树。set是key结构，map是key/value结构
2.set系列的使用
2.1set的简介
如图，set系列作为C++stl的高级容器之一，头文件是 set ，包含两个set类：set，multiset，还支持迭代器遍历。 下面是set的声明：
1.set默认支持less仿函数比较（less仿函数是升序，greater仿函数降序，同样可自己写）
2.set底层存储数据的内存默认是从空间配置器申请的，允许自己写一个内存池，传给第三个参数
3.一般情况下我们不需要传第二，三个参数（比较逻辑和内存池，不怎么需要修改）
4.set底层是红黑树实现，增删查效率是
，迭代器遍历是中序（同二叉搜索树），输出结果有序
2.2set的 构造函数 和迭代器
构造函数就看几个常用的：无参默认构造，迭代器区间构造，拷贝构造，Initializer_list构造
迭代器也是一样的。
2.3set的增删查
注意删除会导致迭代器失效。其余的都是和之前一样。
Insert：注意第一个，返回的是pair类型，意思是：
插入成功，返回<插入key位置的迭代器，true>
插入失败，返回<已存在key的迭代器，false>
count：用于记数，统计value，不过set都是1（value统计个数，但是set不支持数据冗余），这是为了配合multiset(支持数据冗余），保证接口一致性，降低不必要的学习成本。这里的作用是：判断是否存在
2.3.1插入，迭代器 使用示例
输出结果有序：
不是严格升序，而是：去重+排序
迭代器不允许修改，没有重载 * 运算符
2.3.2 删除，查找使用示例
erase删除，在就删，不在，就不删:
2.4lower_bound 和 upper_bound
lower_bound：获取 " >= x " 的起始位置的迭代器
upper_bound：获取 " < x " 的起始位置的迭代器
可以用于删除一段闭区间的值
2.5multiset的简介
multiset也包含于 set 头文件。它是支持数据冗余的set，函数接口可以说一模一样，没什么好说的。具体区别下面列举：
2.5.1multiset的增删查...等其他接口
排序区别
multiset可以插入同样的值，它的真正的升序：不是set的去重+排序
find ，find查找重复值
对于重复的值x，find查找的是中序的第一个x，这点可以验证：
为什么是中序遍历第一个x呢？这和旋转有关。旋转是AVL树的知识，AVL树通过旋转结点，控制树的高度差不超过1。后面会讲到，了解
可以看出：set系列的迭代器封装了二叉树的中序遍历
count和erase
count记3的个数，打印了4，erase把所有3都删了
equal_range
这个函数，会把输入的值x（全部重复的值）的左闭右开区间 [ x，...），返回给pair类型
pair.first 指向第一个x的迭代器(>= x），pair.second 指向比x大的第一个迭代器(> x)
可以用auto，自动推导pair类型：
set也有这个函数，没讲，因为意义不大：只会返回3，没有重复值。
3.set的简单OJ题
3.1环形链表II
C语言数据结构阶段写过环形链表的题，思路是快慢指针，总会相遇在交叉结点。但是代码写起来比较复杂 。今天学的set可以秒杀 ：核心思路在于：set的元素唯一性
思路讲解：把链表节点依次插入进set，第一个插入失败就是环形入口。利用set"不允许相同值插入"的规则 ，一旦出现第一个插入失败（Insert返回pair<iterator , bool>），说明已经插入过，说明此节点是交叉节点，就是环形链表的入口。
也可以利用count的返回值判断是否插入成功，存在（count记数，0未插入，1已经插入）
3.2两个数组的交集
有两个思路：第一个简单粗暴：一个是A存值，B遍历比较查找，在就插入，不在就比较下一个值。可查找完后去重，也可以查找前去重，因为只要求返回一个重复的。缺点是时间复杂度高。
第二个：去重+排序后，两个指针指向A,B起始位置，指向内容小的++，大的不变。相同就插入。思想和归并排序类似，这个方法效率更高。
扩展：
代码如下：
class Solution {
public:
vector<int> intersection(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) {
set<int> s1(nums1.begin(),nums1.end());
set<int> s2(nums2.begin(),nums2.end());
vector<int> ret;
auto it1 = s1.begin();
auto it2 = s2.begin();
while(it1!=s1.end() && it2!=s2.end())
{
if(*it1<*it2)
{
*it1++;
}
else if(*it1>*it2)
{
*it2++;
}
else
{
ret.push_back(*it1);
*it1++;*it2++;
}
}
return ret;
}
};4.map系列的使用
map，地图，也有映射 的意思。前面说了，set的底层存储数据是key，而map是key/value（键值对）。下面介绍一下它的使用：
4.1map系列的简单介绍，声明和pair类型
map系列也有map和multimap，头文件是<map. 先了解map。map系列的底层是红黑树。
4.1.1map声明
这是map的声明，参数Key就是底层map的关键字类型，T是map底层value类型。同样，map后面两个参数也基本不需要传。由于底层是红黑树实现，增删查改的效率就是O(log N).
4.1.2map的底层数据存储结构：pair类型
pair是一个标准库提供的：结构体模板，里面存储两个数据。红黑树底层也是用pair<Key,Value>存储键值对数据。下面是它的常用构造：
标准库还提供了一个接口，方面传pair对象：
4.1.3pair类型使用，如图
4.2map的构造和迭代器及其遍历方式
构造
无参默认构造，迭代器区间构造，拷贝构造，initializer_list构造：
迭代器
迭代器支持正向反向。
迭代器遍历
**一般不建议这样遍历（上面）。因为迭代器重载了箭头->:**实际上是这样的：两个 -> ，优化为一个 -> ，这部分之前的容器中也有说明。迭代器的箭头重载，在map中尤其用得多。
范围for遍历 与 C++17新增：结构化绑定
范围for其实就是利用迭代器，e接收了 *it，所以可以直接用e.first，e.second方式调用获取pair键值对。下面：
C++17新增了一个新语法，让map遍历键值对更方便快捷 ：结构化绑定
4.3map的增删查
insert
借用上图。insert 使用没区别，就是注意pair的传对象方式 ：
注意这个：
find 和 erase,count
这几个用法还是和之前一样。
find：找到返回迭代器位置，失败返回end().
count：map中是查找是否存在，multimap允许数据冗余，可用于统计个数。
erase：删除迭代器位置，返回删除的下一个迭代器位置，避免迭代器失效。
删除k元素，返回0或1,。 删除一段区间的值，传迭代器区间
4.4 operator[ ] ------修改value
我们可以通过查找+遍历+value充当count 来实现统计个数 。这样比较麻烦。下面介绍一下operator[ ]
这个方括号的玩法，与我们之前所熟悉的完全不同。这里传的是Key，返回的是Value
这说明什么？我们可以直接修改它的返回值，来修改Value：
看吧，很方便。
但它远不止于此**：map 的 operator[ ]不仅支持修改Value，还支持插入数据，查找数据。所以它是一个多功能复合接口**。
所以如果水果第一次出现，operator [ ] 还能新插入一个数据。
为什么会这样？我们来看看它的底层：
operator[ ] 的底层
operator[ ] ，等价于这行代码，我们仔细分析一下这个：
它最里面一层是这样的：this指针调用insert，insert通过make_pair构造了一个k为key，value为：mapped_type（）匿名对象的pair。mapped_type就 value，value的类型是int，所以这里的匿名对象值就是0. this调用insert插入这个键值对
然后返回pair<iterator，bool>:
插入成功：iterator就是新插入位置，bool为1.
插入失败：iterator就是已存在位置，bool为0.
再外一层，就是利用返回值的pair，调用first，获取迭代器位置
再外一层，就是调用这个迭代器。
最后一层：(*iterator).second ，获取插入成功或失败Key位置的Value值。
operator[ ] 的使用
既然了解了这个多功能复合接口，那该怎么使用？下面给出样例：
operator[ ]相似的接口：at
5.multimap
multimap允许数据冗余，遍历和find是查找中序的第一个。
5.1multimap没有operator[ ]
有多个Key重复，无法确定要哪个value
5.2multimap，map的OJ题
5.2.1随机链表的复制
这题之前学链表也做过，难度很高。
深拷贝一个链表，很简单。难的是随机指针（无法直接遍历，因为链表值可以重复，很麻烦）下面回顾一下之前的思路
我们回顾一下之前的思路：间隔插入 。将深拷贝的结点间隔插入在每个节点之间：
现在学习一下map的思路：map可以让两个值关联，存储起来，并且进行查找修改。那就很好办了，把 原节点和复制节点关联起来。先深拷贝原链表，然后利用map的关联关系，获取原结点random的指向，然后修改copy链表的指向。
class Solution {
public:
Node* copyRandomList(Node* head) {
map<Node*,Node*> NodeMap;
Node* copyhead = nullptr,*copytail = nullptr;
Node* cur = head;
//深拷贝原结点
while(cur)
{
Node* copy = new Node(cur->val);
if(copytail==nullptr)
{
copyhead = copytail = copy;
}
else
{
copytail->next=copy;
copytail=copy; //更新尾结点
} //插入原节点与复制节点
NodeMap.insert({cur,copy});
cur=cur->next; //更新cur
}
cur = head;
Node* copy = copyhead;
while(cur)
{
if(cur->random==nullptr)
{
copy->random=nullptr;
}
else
{
copy->random=NodeMap[cur->random];
}
cur=cur->next;
copy=copy->next;
}
return copyhead;
}
};5.2.2前K个高频单词
思路：可以用大堆，控制比较逻辑降序，不断取栈顶出栈顶，K次。
还可以用map，统计次数，控制比较逻辑降序，然后取前K个。
1.map
class Solution {
public:
struct KV
{
//仿函数，控制比较逻辑
bool operator()(const pair<string,int>& kv1,const pair<string,int>& kv2)
{
return kv1.second > kv2.second;
}
};
vector<string> topKFrequent(vector<string>& words, int k)
{
//思路：map存储起来，然后用稳定排序降序，获取前K个。
map<string,int> CountMap;
for(const auto& s : words)
{
CountMap[s]++;
}
vector<pair<string,int>> v(CountMap.begin(),CountMap.end());
//稳定排序，保证字典序大小排序也正确，用sort会出错：方法2是：
仿函数内添加控制字典序大小排序。（当次数相等时）
stable_sort(v.begin(),v.end(),KV());
vector<string> ret;
for(int i=0;i<k;i++)
{
ret.push_back(v[i].first);
}
return ret;
}
};2.大堆 priority_queue
class Solution {
public:
struct KV
{
bool operator()(const pair<string,int>& kv1,const pair<string,int>& kv2)
{ //仿函数自己控制逻辑:小于是大于逻辑，所以全部符号都得反过来
return kv1.second<kv2.second||(kv1.second==kv2.second)&&kv1.first>kv2.first;
}
};
vector<string> topKFrequent(vector<string>& words, int k) {
map<string,int> CountMap;
for(const auto& e : words)
{
CountMap[e]++;
}
//建堆，控制比较逻辑
priority_queue<pair<string,int>,vector<pair<string,int>>,KV> pq(CountMap.begin(),CountMap.end());
vector<string> ret;
for(int i=0;i<k;i++)
{
ret.push_back(pq.top().first);
pq.pop();
}
return ret;
}
};set和map的解析就到这了，感谢大家阅读