【C++】学习笔记——map和set

文章目录

  • 十五、map和set
    • 1. 关联式容器
    • 2. set的介绍
    • 3. set的使用
    • 4. multiset
    • 5. map的介绍
    • 6. map的使用
    • 7. multimap
    • 8. map中重载的operator[]
  • 未完待续

十五、map和set

1. 关联式容器

我们已经接触过STL中的部分容器，比如：vector 、list 、deque 等，这些容器统称为 序列式容器 。序列式容器底层的数据结构里面存储的是元素本身。
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 ，即底层的数据结构包含两个值，key代表键值 ，value代表与key对应的信息 。

在数据检索时关联式容器比序列式容器效率更高。

而set和map就是STL中的 树形结构的关联式容器 。底层是平衡二叉树（红黑树）。

2. set的介绍

set文档

3. set的使用

使用set记得包含 set 头文件哦。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

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

void test01()
{
	set<int> s;
	s.insert(5);
	s.insert(2);
	s.insert(4);
	s.insert(1);
	s.insert(3);
	s.insert(2);
	s.insert(1);

	set<int>::iterator it = s.begin();
	while (it != s.end())
	{
		cout << *it << " ";
		++it;
	}
	cout << endl;

	for (auto e : s)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;
}

int main()
{
	test01();
	return 0;
}

对于 insert 的使用我们已经轻车熟路了。
在这里插入图片描述
我们发现结果跟插入的数据好像不匹配，这是因为set底层是平衡二叉树，自带排序属性，而且遇到重复的值不会再次插入，所以 set具有 排序 + 去重 的功能。
在这里插入图片描述

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

void test03()
{
	set<int> s;
	s.insert(5);
	s.insert(2);
	s.insert(4);
	s.insert(1);
	s.insert(3);
	s.insert(2);
	s.insert(1);

	set<int>::iterator it = s.find(5);
	// 使用迭代器进行删除时必须保证迭代器有效
	s.erase(it);
	// 使用指定value进行删除，如果该值存在则删除，不存在不做任何处理
	s.erase(666);

	for (auto e : s)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;
}

int main()
{
	test03();
	return 0;
}

在这里插入图片描述

当使用迭代器进行删除时确保迭代器有效，否则会报错。

在这里插入图片描述

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

void test02()
{
	set<int> s;
	s.insert(5);
	s.insert(2);
	s.insert(4);
	s.insert(1);
	s.insert(3);
	s.insert(2);
	s.insert(1);

	set<int>::iterator it = s.find(5);
	if (it != s.end())
	{
		cout << "找到了" << endl;
	}
}

int main()
{
	test02();
	return 0;
}

find查找到元素会返回一个指向元素的迭代器，没找到则返回指向end()的迭代器。
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
count()会返回这个值有几个。

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

void test04()
{
	set<int> s;
	s.insert(5);
	s.insert(2);
	s.insert(4);
	s.insert(1);
	s.insert(3);
	s.insert(2);
	s.insert(1);

	cout << s.count(1) << endl;
	cout << s.count(77) << endl;
}

int main()
{
	test04();
	return 0;
}

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

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

void test05()
{
	set<int> s;
	s.insert(5);
	s.insert(2);
	s.insert(4);
	s.insert(1);
	s.insert(6);
	s.insert(2);
	s.insert(1);

	// lower_bound返回 容器里第一个 >= value的值
	auto start = s.lower_bound(3);
	// opper_bound返回 容器里第一个 > value的值
	auto finish = s.upper_bound(5);
	cout << *start << endl;
	cout << *finish << endl;
	// 迭代器区间删除
	s.erase(start, finish);

	for (auto e : s)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;
}

int main()
{
	test05();
	return 0;
}

lower_bound返回 容器里第一个 >= value的值
opper_bound返回 容器里第一个 > value的值
在这里插入图片描述

4. multiset

multiset的用法与set基本一样，只是 multiset允许出现重复值 。
在这里插入图片描述
此时这里的返回值就有了意义，返回删除的元素个数。

在这里插入图片描述
当有重复值时，find返回的迭代器指向中序遍历的第一个要查找的值。

5. map的介绍

map文档
在这里插入图片描述
map底层其实是 pair 。而 pair 其实是一个类模板。
在这里插入图片描述

成员变量有两个，一个first，一个second，在map里，first一般存的是key，second存的是value。
在这里插入图片描述

6. map的使用

使用map时记得包含 map 头文件哦。
在这里插入图片描述

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

void test01()
{
	map<string, string> dict;
	dict.insert(pair<string, string>("sort", "排序"));
	dict.insert(pair<string, string>("string", "字符串"));
	dict.insert({ "apple", "苹果" });
	dict.insert(make_pair("sort", "排序"));

	map<string, string>::iterator it = dict.begin();
	while (it != dict.end())
	{
		// 两种获取key和value的方法
		cout << (*it).first << " " << it->second << endl;
		++it;
	}
}

int main()
{
	test01();
	return 0;
}

make_pair是一个模板函数，跟pair那种写法没区别。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
map同样具有 排序 + 去重 的功能，排序的依据是map的 key 。

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

void test02()
{
	map<string, string> dict;
	dict.insert(make_pair("sort", "排序"));
	dict.insert(make_pair("string", "字符串"));
	dict.insert(make_pair("sort", "xxxx"));

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

int main()
{
	test02();
	return 0;
}

此时第三个插入并不会插入，也不会更新。
在这里插入图片描述
map的其他成员函数基本没啥大的变化，我们不再赘述。

7. multimap

multimap跟map的区别与multiset与set的区别类似。
在这里插入图片描述

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

void test03()
{
	multimap<string, string> dict;
	dict.insert(make_pair("sort", "排序"));
	dict.insert(make_pair("string", "字符串"));
	dict.insert(make_pair("sort", "xxxx"));
	dict.insert(make_pair("sort", "排序"));

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

int main()
{
	test03();
	return 0;
}

在这里插入图片描述
此时就可以插入重复值了。（排序时只看key）

8. map中重载的operator[]

map的普通统计次数：

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

void test04()
{
	string arr[] = { "苹果","西瓜","苹果","西瓜","苹果","苹果","西瓜","苹果","香蕉","苹果","西瓜","香蕉","草莓" };
	map<string, int> countMap;

	for (auto& e : arr)
	{
		// 查找
		map<string, int>::iterator it = countMap.find(e);
		// 有则数量+1
		if (it != countMap.end())
		{
			it->second++;
		}
		// 没有则插入
		else
		{
			countMap.insert(make_pair(e, 1));
		}
	}

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

int main()
{
	test04();
	return 0;
}

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
当key存在时，operator[]可以返回这个key所映射的value的引用。
operator[]的访问原型：
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
map的insert函数返回一个pair，第二个数据代表是否插入成功，如果成功（第一次出现）则返回 true 。第一个数据代表指向这个key的迭代器（已经存在的或新插入的）。
所以上面的统计次数代码可以改成：

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

void test05()
{
	string arr[] = { "苹果","西瓜","苹果","西瓜","苹果","苹果","西瓜","苹果","香蕉","苹果","西瓜","香蕉","草莓" };
	map<string, int> countMap;

	for (auto& e : arr)
	{
		pair<map<string, int>::iterator, bool> ret;
		ret = countMap.insert(make_pair(e, 1));

		// 已经存在
		if (ret.second == false)
		{
			// 迭代器指向的value + 1
			ret.first->second++;
		}
	}

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

int main()
{
	test05();
	return 0;
}

在这里插入图片描述

所以operator[]的访问就跟insert差不多，插入的value是类型的默认构造值。所以上面的统计代码也可以写成：

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

void test06()
{
	string arr[] = { "苹果","西瓜","苹果","西瓜","苹果","苹果","西瓜","苹果","香蕉","苹果","西瓜","香蕉","草莓" };
	map<string, int> countMap;

	for (auto& e : arr)
	{
		countMap[e]++;
	}

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

int main()
{
	test06();
	return 0;
}

在这里插入图片描述

于是，插入也可以写成这样：

void test07()
{
	map<string, string> dict;

	// 插入
	dict["sort"];
	// 查找
	cout << dict["sort"] << endl;
	// 修改
	dict["sort"] = "xxx";
	// 插入 + 修改
	dict["apple"] = "苹果";
}

未完待续

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