• 移情别恋c++ ദ്ദി˶ｰ̀֊ｰ́ ) ——13.map&&set

    1. 关联式容器

    在初阶阶段，我们已经接触过STL中的部分容器，比如：vector、list、deque、 forward_list(C++11)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 （pair）

    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。 key为单词，value为翻译

    SGI-STL中关于键值对的定义：

    1. template <class T1, class T2>
    2. struct pair 
    3. {
    4. typedef T1 first_type;
    5. typedef T2 second_type;
    6. T1 first;
    7. T2 second;
    8. pair(): first(T1()), second(T2())
    9. {}
    10.  
    11. pair(const T1& a, const T2& b): first(a), second(b)
    12. {}
    13. };

    3.map set： 

    • 两者都使用红黑树作为底层数据结构来存储元素。
    • map是一种键值对容器，其中每个键都是唯一的，并且与一个值相关联。
    • set则是一个元素集合，其中的每个元素也是唯一的，但它不存储与元素相关联的值。

    4.set （K模型）

    set使用介绍

    set是标准模板库（STL）中的一种关联容器，它存储的元素是唯一的，并且按照特定的顺序（默认是升序）自动排序。

    https://cplusplus.com/reference/set/set/?kw=set 

    注意：

    1. 与map/multimap不同，map/multimap中存储的是真正的键值对，set中只放 value，但在底层实际存放的是由构成的键值对。

    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(可以理解为二叉搜索树的中序遍历)

    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：log2n

     7. set中的元素不允许修改   !!!!!!!!!!

     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  

    3. set的迭代器 

    4. set的容量  

    5. set修改操作 

     

    1. #include <set>
    2. void TestSet()
    3. {
    4.     // 用数组array中的元素构造set
    5.     int array[] = { 1, 3, 5, 7, 9, 2, 4, 6, 8, 0, 1, 3, 5, 7, 9, 2, 4, 
    6. 6, 8, 0 };
    7.  set<int> s(array, array+sizeof(array)/sizeof(array[0]));
    8.  cout << s.size() << endl;
    9.  // 正向打印set中的元素，从打印结果中可以看出：set可去重
    10.  for (auto& e : s)
    11.  cout << e << " ";
    12.  cout << endl;
    13.  // 使用迭代器逆向打印set中的元素
    14.  for (auto it = s.rbegin(); it != s.rend(); ++it)
    15.  cout << *it << " ";
    16.  cout << endl;
    17.  // set中值为3的元素出现了几次
    18.  cout << s.count(3) << endl;
    19. }

    5.multiset 

     它允许存储具有相同值的元素，并且这些元素会根据特定的排序准则自动排序。与 set 容器不同，multiset 允许重复的元素值。

    • multiset的操作大致是一样的唯一的额区别就是，multiset允许有重复的元素。
    • 针对set以下接口，大致是留给multiset

    https://cplusplus.com/reference/set/multiset/?kw=multiset 

     6. map（KV模型）

     https://cplusplus.com/reference/map/map/?kw=map

    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通常用于排序和唯一地标识元素，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))。

    1. map的模板参数说明  

    1.key: 键值对中key的类型

    2.T： 键值对中value的类型

    3.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)

    4.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  

    2. map的构造  

    3. map的迭代器 

    4. map的容量与元素访问  

     1.着重讨论operator[]

    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？

     

     

    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 !!!

    1. pair<iterator, bool> ret = insert(key, V());
    2. return ret.first->second;//这里返回的是value

     

    5. map中元素的修改 

     

     

    1. #include <string>
    2. #include <map>
    3. void TestMap()
    4. {
    5.  map<string, string> m;
    6.  
    7.  // c++98 插入
    8.  
    9.  m.insert(pair<string, string>("peach", "桃子"));
    10.  
    11.  // c++11 插入
    12.  m.insert(make_pair("banan", "香蕉"));
    13.  
    14.  // 借用operator[]向map中插入元素
    15.     /*
    16.  operator[]的原理是：
    17.   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
    18.   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
    19.   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
    20.   operator[]函数最后将insert返回值键值对中的value返回
    21.  */
    22.     // 将<"apple", "">插入map中，插入成功，返回value的引用，将“苹果”赋值给该引
    23. 用结果，
    24.  
    25.  
    26.  m["apple"] = "苹果";
    27.  cout << m.size() << endl;
    28.  
    29.  
    30.  // 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
    31.  for (auto& e : m)
    32.  cout << e.first << "--->" << e.second << endl;
    33.  cout << endl;
    34.  
    35.  // map中的键值对key一定是唯一的，如果key存在将插入失败
    36.  
    37.  auto ret = m.insert(make_pair("peach", "桃色"));
    38.  if (ret.second)
    39.  cout << "不在map中, 已经插入" << endl;
    40.  else
    41.  cout << "键值为peach的元素已经存在：" << ret.first->first << "--->" 
    42. << ret.first->second <<" 插入失败"<< endl;
    43.  
    44.  // 删除key为"apple"的元素
    45.  m.erase("apple");
    46.  if (1 == m.count("apple"))
    47.  cout << "apple还在" << endl;
    48.  else
    49.  cout << "apple被吃了" << endl;
    50. }

    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(log_2 N)

    6. 支持[]操作符，operator[]中实际进行插入查找。  

    7. multimap

    https://cplusplus.com/reference/map/multimap/?kw=multimap

    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，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 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：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。 所以multimap中没有重载operator[]操作

    8.实际应用 

    1.前k个高频单词

    . - 力扣（LeetCode）

     

    1. class Solution {
    2. public:
    3.     struct compare
    4.     {
    5.         bool operator()(const pair<string,int> V1,const pair<string,int> V2)
    6.         {
    7.             return (V1.second > V2.second) || (V1.second == V2.second && V1.first < V2.first);//如果一样就按first排序
    8.         }
    9.     };//！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！
    10.  
    11.     vector<string> topKFrequent(vector<string>& words, int k) {
    12.         map<string,int> CountMap;
    13.         for(auto& e : words)
    14.         {
    15.             CountMap[e]++;//这里并没有有序，因为map的默认构造是根据key的大小进行排序插入的，但本题的要求是先按value降序排序，若相同再按key升序排序
    16.         }
    17.  
    18.         
    19.         vector<pair<string,int>> v(CountMap.begin(),CountMap.end()); //需要存到vector内才能调用sort函数因为迭代器类型不同
    20.        
    21.         sort(v.begin(),v.end(),compare());//这里传的是compare对象，不是模板参数，sort支持仿函数
    22.  //如果不写compare直接调用会出问题，一是迭代器类型不匹配，
    23.         vector<string> vs;
    24.         for(size_t i=0; i<k;i++)
    25.         {
    26.             vs.push_back(v[i].first);
    27.         }
    28.  
    29.         return vs;
    30.     }
    31. };

     

    仿函数往期连接：priority移情别恋c++ ദ്ദി˶ｰ̀֊ｰ́ ) ——8.stack&&queue&&priority_queue(模拟实现）-CSDN博客 

    2.两个数组的交集 

    . - 力扣（LeetCode）

    1. class Solution {
    2. public:
    3.     vector<int> intersection(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) {
    4.     set<int>arr(nums1.begin(),nums1.end());
    5.     set<int>brr(nums2.begin(),nums2.end());
    6.     vector<int> str;
    7.     int num=0;
    8.     auto it1=arr.begin();
    9.     auto it2=brr.begin();
    10.     while(it1!=arr.end()&&it2!=brr.end())
    11.     {
    12.         if(*it1!=*it2)
    13.         {
    14.           if(*it1<*it2)
    15.           it1++;
    16.           else
    17.           it2++;
    18.         }
    19.         else
    20.         {
    21.             str.push_back(*it1);
    22.             it1++;
    23.             it2++;
    24.         }
    25.     }
    26.     return str;
    27.  
    28.     }
    29. };

     

    map和set对比

    综上所述map和set很相似，很多接口都一样，区别如下

     

     

     

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  • 原文地址：https://blog.csdn.net/2301_80374809/article/details/142290490