STL - 关联容器

Posted 2020-11-27 xiaobaizzz

关联容器中的元素是按关键字来保存和访问的。与之相对，顺序容器是按它们在容器中的位置和顺序保存和访问的。

关联容器也是模板。为了定义一个map，我们必须指定关键字和值的类型。

与顺序容器类似，可以对一个关联容器的元素进行列表初始化。

• 按关键字有序保存元素
  • map
    当从map中提取一个元素时，会得到一个pair类型的对象。简单来说，pair是一个模板类型，保存两个名为first和second的公有数据成员。
  • set
    find调用返回一个迭代器，如果给定关键字存在，迭代器指向该关键字。否则，find返回尾后迭代器。
  • multimap
  • multiset
• 无序集合
  • unordered_map
  • unordered_set
  • unordered_multimap
  • unordered_multiset

3.关联容器操作

set<string>::value_type v1;         //v1是一个string
set<string>::key_type v2;           //v2是一个string
map<string, int>::value_type v3;    //v3是一个pair<const string, int>
map<string, int>::key_type v4;      //v4是一个string
map<string, int>::mapped_type v5;   //v5是一个int

3.1关联容器迭代器

当解引用一个关联容器迭代器时，我们会得到一个类型为容器的value_type的值的引用。对于map而言，value_type是一个pair类型，其first成员保存const的关键字，second成员保存值。

3.1.1set的迭代器是const的

虽然set类型同时定义了iterator和const_iterator类型，但两种类型都只允许读取set中的元素，但不能修改。

3.1.2遍历关联容器

mep和set类型都支持begin和end操作，我们可以用这些函数获取迭代器，然后使用迭代器来遍历容器。

3.1.3关联容器和算法

我们通常不对关联容器使用泛型算法。关键字是const这一特性意味着不能将关联容器传递给修改或重排容器元素的算法。

3.2添加元素

insert有两个版本，分别接受一对迭代器，或是一个初始化列表。对于一个给定的关键字，只有第一个带此关键字的元素才被插入到容器中。

vector<int> nums = {2, 4, 6, 2, 4, 6};
set<int> s;
s.insert(nums.cbegin(), nums.cend());
s.insert({1, 3, 5});
map<string, int> map;
map.insert({"key", 1});
map.insert(make_pair("key", 1));

3.2.1检查insert的返回值

map<string, int> map;
string s = "leetcode";
auto res = map.insert({s, 1});  //返回一个pair，pair的first是一个迭代器，指向具有给定关键字的元素，second是一个bool值
cout << res.second << endl;     //输出1
auto ans = map.insert({s, 1});
cout << ans.second << endl;     //输出0

3.3删除元素

c.erase(k) : 从c中删除每个关键字为k的元素。返回一个size_type值，指出删除的元素的数量
c.erase(p) : 从c中删除迭代器p指定的元素。p必须指向c中一个真实元素。返回一个指向p之后元素的迭代器
c.erase(b, e) : 删除迭代器对b和e所表示的范围中的元素，即删除[b, e)，返回e

3.4map的下标操作

map和unordered_map容器提供了下标运算符和一个对应的at函数。

与其他下标运算符不同的是，如果关键字不在map中，会为它创建一个元素并插入到map中，关联值将进行值初始化。

c[k] ： 返回关键字为k的元素；如果k不在c中，添加一个关键字为k的元素，对其进行值初始化
c.at(k) : 访问关键字为k的元素，带参数检查；若k不在c中，抛出一个out_of_range异常

3.4.1使用下标操作的返回值

对一个map进行下标操作时，会获得一个mapped_type对象；当解引用一个map迭代器时，会得到一个value_type对象。

与其他下标运算符相同的时，map的下标运算符返回一个左值。由于返回的是一个左值，所以我们既可以读也可以写元素。

3.5访问元素

注意：lower_bound和upper_bound不适用于无序容器。
如果lower_bound和upper_bound指向相同的迭代器，则关键字不在容器中，且两个迭代器都指向关键字可以插入的位置。

函数方法	作用
c.find(k)	返回一个迭代器，指向第一个关键字为k的元素，若k不存在，则返回尾后迭代器
c.count(k)	返回关键字等于k的元素的数量
c.lower_bound(k)	返回一个迭代器，指向第一个关键字不小于k的元素。[lower_bound, upper_bound）
c.upper_bound(k)	返回一个迭代器，指向第一个关键字大于k的元素。[lower_bound, upper_bound)
c.equal_range(k)	返回一个迭代器pair，表示关键字等于k的元素的范围。若k不存在，pair的两个成员均等于c.end()

3.5.1对map使用find代替下标操作

对map和unordered_map类型，下标运算符提供了最简单的提取元素的方法。但是下标操作有一个严重的副作用：如果关键字还未在map中，下标操作会插入一个具有给定关键字的元素，其值为0。在这种情况下，应该使用find。