关联式容器

我们已经知道STL中的部分容器，比如：vector、list、deque、
list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。

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。比如：现在要建立一个英汉互译的字典，那该字典中必然有英文单词与其对应的中文含义，而且，英文单词与其中文含义是一一对应的关系，即通过该应该单词，在词典中就可以找到与其对应的中文含义。

SGI-STL中关于键值对(pair)的定义：

template <class T1, class T2>
struct pair
{
	typedef T1 first_type;
	typedef T2 second_type;
	T1 first;
	T2 second;
	pair(): first(T1()), second(T2())
	{}
	pair(const T1& a, const T2& b): first(a), second(b)
	{}
};

树形结构的关联式容器

根据应用场景的不同，STL总共实现了两种不同结构的管理式容器：树型结构与哈希结构。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的使用

1. set的模板参数列表

2. set的构造

3. set的迭代器

4. set的容量

5. set修改操作

6. set的使用举例

#include <set>
void TestSet()
{
	 // 用数组array中的元素构造set
	 int array[] = { 1, 3, 5, 7, 9, 2, 4, 6, 8, 0, 1, 3, 5, 7, 9, 2, 4, 
	6, 8, 0 };
	 set<int> s(array, array+sizeof(array)/sizeof(array));
	 cout << s.size() << endl;
	 // 正向打印set中的元素，从打印结果中可以看出：set可去重
	 for (auto& e : s)
	 cout << e << " ";
	 cout << endl;
	 // 使用迭代器逆向打印set中的元素
	 for (auto it = s.rbegin(); it != s.rend(); ++it)
	 cout << *it << " ";
	 cout << endl;
	 // set中值为3的元素出现了几次
	 cout << s.count(3) << endl;
}

map

1. map的简介

mapd的介绍文档
阅读map容器中的函数时三个重要的typedef的变量：

翻译：

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. map的模板参数说明

3. map的构造

4. map的迭代器

5. map的容量与元素访问

问题：当key不在map中时，通过operator获取对应value时会发生什么问题？

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。

6. map的元素修改

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返回值：

#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>
#include <map>
void TestMap()
{
    map<string, string> m;
    // 向map中插入元素的方式：
    // 将键值对<"peach","桃子">插入map中，用pair直接来构造键值对
    m.insert(pair<string, string>("peach", "桃子"));
    // 将键值对<"peach","桃子">插入map中，用make_pair函数来构造键值对
    m.insert(make_pair("banan", "香蕉"));

    // 借用operator[]向map中插入元素
       /*
    operator[]的原理是：
     用<key, T()>构造一个键值对，然后调用insert()函数将该键值对插入到map中
     如果key已经存在，插入失败，insert函数返回该key所在位置的迭代器
     如果key不存在，插入成功，insert函数返回新插入元素所在位置的迭代器
     operator[]函数最后将insert返回值键值对中的value返回
    */
    // 将<"apple", "">插入map中，插入成功，返回value的引用，将“苹果”赋值给该引
    // 用结果，
        m["apple"] = "苹果";
    // key不存在时抛异常
    //m.at("waterme") = "水蜜桃";
    cout << m.size() << endl;
    // 用迭代器去遍历map中的元素，可以得到一个按照key排序的序列
    for (auto& e : m)
        cout << e.first << "--->" << e.second << endl;
    cout << endl;
    // map中的键值对key一定是唯一的，如果key存在将插入失败
    auto ret = m.insert(make_pair("peach", "桃色"));
    if (ret.second)
        cout << "<peach, 桃色>不在map中, 已经插入" << endl;
    else
        cout << "键值为peach的元素已经存在：" << ret.first->first << "--->"
        << ret.first->second << " 插入失败" << endl;
    // 删除key为"apple"的元素
    m.erase("apple");
    if (1 == m.count("apple"))
        cout << "apple还在" << endl;
    else
        cout << "apple被吃了" << endl;
}

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【map总结】

1. map中的的元素是键值对
2. map中的key是唯一的，并且不能修改
3. 默认按照小于的方式对key进行比较
4. map中的元素如果用迭代器去遍历，可以得到一个有序的序列
5. map的底层为平衡搜索树(红黑树)，查找效率比较高$O(lo{g}_{2}N)$
6. 支持[]操作符，operator[]中实际进行插入查找。

multimap和multiset的使用

multimap和multiset的使用

（本章完）