文章目录
- 关联式容器
- pair
- 树形结构的关联式容器
- set
- multiset
- map
- multimap
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关联式容器
我们前面接触的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。
什么是键值对？
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。
pair
pair就是C++内置的一个键值对。
first就是Key，second就是value。
我们看那一下pair的构造函数。
它的第二个构造函数就保证了它只要first之间是可以相互赋值就就可以，因为它的构造函数又套了一个模板参数，所以如果u，v和T1，T2相等就是拷贝构造函数，如果不相等就是构造函数，所以它既是拷贝构造也是构造。
我们可以看到pair<string,int>和pair<char*,int> 不是同一个类型，理论上是不可以相互赋值的，正是因为有了这个模板的存在，只要first和second可以相互赋值，不同类型pair就可以相互赋值。
但是我们一般不直接写pair来构造pair，我们都用make_pair.
make_pair
make_pair可以根据我们传递的类型帮我们返回一个对应的pair。
树形结构的关联式容器
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。
set
- set是按照一定次序存储元素的容器。
- 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。
- 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。
- 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。
插入
我们可以看到这里的插入是一个val_type，val_type是什么呢？
我们可以看到val_type就是T。
void func()
{
set<int> s;
s.insert(6);
s.insert(2);
s.insert(3);
s.insert(4);
s.insert(5);
s.insert(0);
set<int>::iterator it = s.begin();
while (it != s.end())
{
cout << *it << " ";
it++;
}
cout << endl;
}
我们可以看到insert的返回值是一个pair，pair的first是这个位置的迭代器，second是是否插入成功。
删除
删除可以删除一个迭代器的位置，也可以直接删除一个val_type,也可以直接删除一个迭代器区间。
void func1()
{
set<int> s;
s.insert(6);
s.insert(2);
s.insert(3);
s.insert(4);
s.insert(5);
s.insert(0);
s.erase(0);
set<int>::iterator it = s.begin();
s.erase(it);
it = s.begin();
while (it != s.end())
{
cout << *it << " ";
it++;
}
cout << endl;
}
查找
查找是返回这个值的迭代器。可以配合删除使用。如果找不到会返回end()的位置。
lower_bound和upper_bound
lower_bound会返回大于等于val的位置的迭代器，而upper_bound会返回大于val的位置迭代器。
这两个函数一般是配合使用的，我们可以通过这两个函数来遍历，某一段区间内的值，或者删除某一段区间的值。
void func2()
{
set<int> s;
for (size_t i = 0; i < 10; i++)
{
s.insert(i * 10);
}
set<int>::iterator it1, it2;
it1 = s.lower_bound(30);
it2 = s.upper_bound(60);
while (it1 != it2)
{
cout << *it1 << " ";
it1++;
}
cout << endl;
}
equal_range
equal会返回该val位置的迭代器，和大于该val的迭代器。并且把他们放到一个pair中，first是val的位置的迭代器，second是大于val位置的迭代器。
void func3()
{
set<int> s;
for (size_t i = 0; i < 10; i++)
{
s.insert(i * 10);
}
auto m = s.equal_range(20);
cout << *m.first << endl; // 20
cout << *m.second<<endl; // 30
}
multiset
multiset和set一样，只不过multiset允许键值相同，而set是不允许键值相同的。只不过multiset在删除是，会把那个键值的所有值都删了，并不会只删除一个。
总结：
- set是排序加去重的
- multiset时进行排序，但是不会去重。
map
- 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。
- 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。
- 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。
插入
map就是一个K,V模型，里面存的是pair，所以我们要插入就是要插入一个pair。
如果插入成功会返回那个位置的迭代器，如果那个值已经存在了，就会返回那个位置的迭代器，所以insert还充当的有find的功能。后面的[]重载也是主要有insert实现的。
void func()
{
map<string, string> mymap;
mymap.insert(make_pair("sort", "排序"));
mymap.insert(make_pair("left", "左边"));
mymap.insert(make_pair("right", "右边"));
map<string, string>::iterator it = mymap.begin();
while (it != mymap.end())
{
cout << it->first << ":" << it->second << endl;
++it;
}
}
然后删除什么的和set的用法都是一样的，只是map重载了[]运算符，我们主要说一下这个。
我们会看到insert就是调用了insert这个函数，那么为什么可以这样呢？
因为insert如果不存在就会插入成功并且返回该位置的迭代器，如果这个值已经存在，就会插入失败并且也会返回这个位置的迭代器，所以我们不用管是不是插入成功了，都能够得到这个位置的迭代器。
比如统计次数我们就可以这样写：
void func1()
{
map<string, int> countMap;
string arr[] = { "苹果", "西瓜", "苹果", "西瓜", "苹果", "苹果", "西瓜","苹果", "香蕉", "苹果", "香蕉" };
for (auto e : arr)
{
countMap[e]++;
}
map<string, int>::iterator it = countMap.begin();
while (it != countMap.end())
{
cout << it->first << ":" << it->second << endl;
++it;
}
}
multimap
multimap也是允许键值冗余，所以它就没办法重载[]。其他的和map都一样。
总结：
- map和set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))。
- map和set都是会进行排序和去重的，只不过map排序的是Key值，而multiset和multimap是不会去重的。
- map是KV模型而set是K模型。
- 它们的接口大多相似，会用一个其他的类似就好了，唯一就是map重载了[]。
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