C++之map和set总结

Posted 2021-07-18 _BitterSweet

map和set总结

• 1.关联式容器
• 2.键值对
• 3.树形结构的关联式容器
• • 3.1 set介绍
  • • 3.1.1set的使用
  • 3.2map介绍
  • • 3.2.1 map的使用
  • 3.3multiset
  • 3.4multimap

1.关联式容器

• STL中比如：vector、list、deque、forward_list(C++11)等，这些都是序列式容器，因为底层都是线性序列的数据结构，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，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

2.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

• 在STL源码剖析中关于键值对的定义：

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)
 	{}
};

3.树形结构的关联式容器

• 根据应用场景的不桶，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。

3.1 set介绍

• set是按照一定次序存储的容器
• 底层结构是一个<k，v>结构，但是k和v是相同的数据
• 创建set时只需要传入value，不需要传入k
• set中不存放重复的数据
• 不支持修改操作（容器中的元素总是const）
• 迭代器遍历：数据是有序的，因为底层实际是二叉搜索树的中序遍历
• 插入数据时，给定的迭代器位置只是一个建议，数据真正插入位置不一定是迭代器指向的位置，需要符合搜索树的基本性质
• 删除数据时，可能会导致迭代器失效问题
• 查找数据时，如果存在，返回数据的迭代器，如果失败，返回end迭代器
• count接口计算要查找dd额数据个数，只可能返回0和1

3.1.1set的使用

• set的模板参数列表
  

• set的构造
  

• set的迭代器
  

• set的容量
  

• set的修改操作
  

3.2map介绍

• 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 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

3.2.1 map的使用

• map的模板参数

• map的构造
  

• map的迭代器
  

• map中的容量与元素访问
  
  这里有一个注意的点：当key不在map时，通过operator获取对应value会发生什么问题？

总结一句话就是，没有就插入，有就返回已有的value的引用

3.3multiset

• multiset是按照特定顺序存储元素的容器，其中元素是可以重复的
• 在multiset中，元素的value也会识别它(因为multiset中本身存储的就是<value, value>组成的键值对，因此value本身就是key，key就是value，类型为T). multiset元素的值不能在容器中进行修改(因为元素总是const的)，但可以从容器中插入或删除
• 在内部，multiset中的元素总是按照其内部比较规则(类型比较)所指示的特定严格弱排序准则进行排序
• multiset容器通过key访问单个元素的速度通常比unordered_multiset容器慢，但当使用迭代器遍历时会得到一个有序序列
• multiset底层结构为二叉搜索树(红黑树)
• 注意：
• multiset中再底层中存储的是<value, value>的键值对
• mtltiset的插入接口中只需要插入即可
• 与set的区别是，multiset中的元素可以重复，set是中value是唯一的
• 使用迭代器对multiset中的元素进行遍历，可以得到有序的序列（背后实际是BST的中序）
• multiset中的元素不能修改
• 在multiset中找某个元素，时间复杂度为O(log2N)
• multiset的作用：可以对元素进行排序

3.4multimap

• Multimaps是关联式容器，它按照特定的顺序，存储由key和value映射成的键值对<key, value>，其中多个键值对之间的key是可以重复的
• 在multimap中，通常按照key排序和惟一地标识元素，而映射的value存储与key关联的内容。key和
  value的类型可能不同，通过multimap内部的成员类型value_type组合在一起，value_type是组合key
  和value的键值对：typedef pair<const Key, T> value_type
• 在内部，multimap中的元素总是通过其内部比较对象，按照指定的特定严格弱排序标准对key进行排序的
• multimap通过key访问单个元素的速度通常比unordered_multimap容器慢，但是使用迭代器直接遍历multimap中的元素可以得到关于key有序的序列
• multimap在底层用二叉搜索树(红黑树)来实现
• 注意： multimap和map的唯一不同就是：map中的key是唯一的，而multimap中key是可以重复的。