[C/C++]详解STL容器8-mapmultimapsetmultiset的介绍和使用

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了[C/C++]详解STL容器8-mapmultimapsetmultiset的介绍和使用相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

本文介绍了map、multimap、set、multiset以及使用方法。

目录

〇、一些概念

1.关联式容器

2.键值对

3. 树形结构的关联式容器

一、set

1.set的介绍

2.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

二、map

1.map的介绍

2.map的使用

1)map的模板参数说明

2)map的构造

3)map的迭代器

4)map的容量与元素访问

5)map中元素的修改

3.总结

三、multiset

1.multiset的介绍

四、multimap

1.multimap的介绍


〇、一些概念

1.关联式容器

之前介绍的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,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。

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。

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。

SGI-STL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。

一、set

1.set的介绍

        1)set是按照一定次序存储元素的容器;
        2)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;
        3)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;
        4)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;
        5)set在底层是用二叉搜索树(红黑树)实现的。
此外:
        1)与map/multimap不同,map/multimap中存储的是真正的键值对<key, value>,set中只放value,但在底层实际存放的是由<value, value>构成的键值对;
        2)set中插入元素时,只需要插入value即可,不需要构造键值对;
        3) set中的元素不可以重复(因此可以使用set进行去重);
        4) 使用set的迭代器遍历set中的元素,可以得到有序序列;
        5)set中的元素默认按照小于来比较;
        6)set中查找某个元素,时间复杂度为:
        7)set中的元素不允许修改;
        8)set中的底层使用二叉搜索树(红黑树)来实现。

2.set的使用

1)set的模板参数列表

 T: set中存放元素的类型,实际在底层存储<value, value>的键值对。
Compare:set中元素默认按照小于来比较。
Alloc:set中元素空间的管理方式,使用STL提供的空间配置器管理。

2)set的构造

函数声明功能介绍
set (const Compare& comp = Compare(), const Allocator& =Allocator() );构造空的set
set (InputIterator first, InputIterator last, const Compare&comp = Compare(), const Allocator& = Allocator() );用[first, last)区间中的元素构造set
set ( const set<Key,Compare,Allocator>& x);set的拷贝构造

3)set的迭代器

函数声明功能介绍
iterator begin()返回set中起始位置元素的迭代器
iterator end()返回set中最后一个元素后面的迭代器
const_iterator cbegin() const返回set中起始位置元素的const迭代器
const_iterator cend() const返回set中最后一个元素后面的const迭代器
reverse_iterator rbegin()返回set第一个元素的反向迭代器,即end
reverse_iterator rend()返回set最后一个元素下一个位置的反向迭代器,即rbegin
const_reverse_iterator crbegin() const返回set第一个元素的反向const迭代器,即cend
const_reverse_iterator crend() const返回set最后一个元素下一个位置的反向const迭代器,即crbegin

4)set的容量

函数声明功能介绍
bool empty ( ) const检测set是否为空,空返回true,否则返回true
size_type size() const 返回set中有效元素的个数

5)set修改操作

函数声明功能介绍
pair<iterator,bool> insert (const value_type& x )在set中插入元素x,实际插入的是<x, x>构成的键值对,如果插入成功,返回<该元素在set中的位置,true>,如果
插入失败,说明x在set中已经存在,返回<x在set中的位
置,false>
void erase ( iterator position )删除set中position位置上的元素
size_type erase ( constkey_type& x )删除set中值为x的元素,返回删除的元素的个数
void erase ( iterator first,iterator last )删除set中[first, last)区间中的元素
void swap (set<Key,Compare,Allocator>&st );交换set中的元素
void clear ( )将set中的元素清空
iterator find ( const key_type& x ) const返回set中值为x的元素的位置
size_type count ( const key_type& x ) const返回set中值为x的元素的个数

二、map

1.map的介绍

        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 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的使用

1)map的模板参数说明

key: 键值对中key的类型
T: 键值对中value的类型
Compare: 比较器的类型,map中的元素是按照key来比较的,缺省情况下按照小于来比较,一般情况下(内置类型元素)该参数不需要传递,如果无法比较时(自定义类型),需要用户自己显式传递比较规则(一般情况下按照函数指针或者仿函数来传递)
Alloc:通过空间配置器来申请底层空间,不需要用户传递,除非用户不想使用标准库提供的空间配置器
注意:在使用map时,需要包含头文件。

2)map的构造

函数声明功能介绍
map()构造一个空的map

3)map的迭代器

函数声明功能介绍
begin()和end()begin:首元素的位置,end最后一个元素的下一个位置
cbegin()和cend()与begin和end意义相同,但cbegin和cend所指向的元素不能修改
rbegin()和rend()反向迭代器,rbegin在end位置,rend在begin位置
crbegin()和crend()与rbegin和rend位置相同,操作相同,但crbegin和crend所指向的元素不能修改

4)map的容量与元素访问

函数声明功能介绍
bool empty ( )const检测map中的元素是否为空,是返回true,否则返回false
size_type size() const返回map中有效元素的个数
mapped_type& operator[] (constkey_type& k)返回去key对应的value

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。

5)map中元素的修改

函数声明功能介绍
pair<iterator,bool> insert (const value_type& x )在map中插入键值对x,注意x是一个键值对,返回值也是键值对:iterator代表新插入元素的位置,bool代表释放插入成功
void erase ( iterator position )删除position位置上的元素
size_type erase ( constkey_type& x )删除键值为x的元素
void erase ( iterator first,iterator last )删除[first, last)区间中的元素
void swap (map<Key,T,Compare,Allocator>&mp )交换两个map中的元素
void clear ( )将map中的元素清空
iterator find ( const key_type& x)在map中插入key为x的元素,找到返回该元素的位置的迭代器,否则返回end
const_iterator find ( const key_type& x ) const在map中插入key为x的元素,找到返回该元素的位置的const迭代器,否则返回cend
size_type count ( const key_type& x ) const返回key为x的键值在map中的个数,注意map中key是唯一的,因此该函数的返回值要么为0,要么为1,因此也可以用该函数来检测一个key是否在map中

3.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;
        6)支持[]操作符,operator[]中实际进行插入查找。

三、multiset

1.multiset的介绍

        1)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;
        2)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;
        3) 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;

        4)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;
        5)multiset底层结构为二叉搜索树(红黑树)。
注意:
        1)multiset中再底层中存储的是<value, value>的键值对;
        2)mtltiset的插入接口中只需要插入即可;
        3)与set的区别是,multiset中的元素可以重复,set是中value是唯一的;
        4)使用迭代器对multiset中的元素进行遍历,可以得到有序的序列;
        5)multiset中的元素不能修改;
        6)在multiset中找某个元素,时间复杂度为
        7) multiset的作用:可以对元素进行排序。

四、multimap

1.multimap的介绍

1)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;
2)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;

3)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;
4) 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;
5)multimap在底层用二叉搜索树(红黑树)来实现。

注意:

1)map中的key是唯一的,而multimap中key是可以重复的;

2)multimap中的元素默认将key按照小于来比较;
3)multimap中没有重载operator[]操作;
4)使用时与map包含的头文件相同。

 

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