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在C的STL中包含序列式容器和关联式容器
1.关联式容器#xff1a;它里面存储的是元素本身#xff0c;其底层是线性序列的数据结构#xff0c;比如#xff1a;vector#xff0c;list#xff0c;deque#xff0c;forward_list(C11)等
2.关联式容器里面储存的…关联式容器
在C的STL中包含序列式容器和关联式容器
1.关联式容器它里面存储的是元素本身其底层是线性序列的数据结构比如vectorlistdequeforward_list(C11)等
2.关联式容器里面储存的是keyvalue结构的键值对在数据检索时比序列式容器效率更高。
注意stackqueuepriority_queue这些都属于容器适配器其底层都是vectorlistdeque等
键值对
这种结构通常用来表示具有 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valuekey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。
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){}
}; 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。下面一依次介绍每一 个容器。
set
set的介绍
管方英文介绍 中文介绍
1. set是按照一定次序存储元素的容器使用set的迭代器遍历set中的元素可以得到有序序列
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。 它的迭代器都是const_iterator
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。当我们没有传入比较函数时它默认使用小于来进行比较
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。s所以在set中查找某个元素时间复杂度为O(logN)
6.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value, value构成的键值对。所以在set中插入元素时只需要插入value即可不需要构造键值对。
7.set中的元素不可以重复(因此可以使用set进行去重)并且set中的元素不允许修改如果你修改了set的某个元素那么它的底层的树状结构就会被破坏
注意我们不能对set容器中的单个元素进行修改如果修改那么就会破坏它底层的树状结构
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。
set的底层实现 从它的底层实现也可以看出来它只有一个key值但在底层它是value, valuekey_type, value_type键值对结构
Compareset中元素默认按照小于来比较
Allocset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 1.构造某类型的一个空容器
setint N1; //构造int类型的空容器
setdouble N2; //构造double类型的空容器
setchar N3; //构造char类型的空容器
2.用 [first, last) 区间中的元素构造 set
int a[] { 4,2,1,5,224,253,235,4,3456,4575,567 };
setint N4(a, a sizeof(a) / sizeof(a[0]));for (const auto e : N4)
{cout e ;
}
cout endl; 排序 去重
3.set的拷贝构造
setint N5(N4);
for (const auto e : N5)
{cout e ;
}
cout endl; 4.构造一个某类型的空容器比较方式指定为大于
setint, greaterint N6
set的成员函数
set常用的成员函数
成员函数功能insert插入指定元素erase删除指定元素find寻找指定元素size查看当前容器中的有效元素empty判断该容器是否为空clear清空容器中所以元素swap交换两个容器中的数据count统计指定的元素在该容器中的出现次数lower_bound返回一个大于或等于指定元素的迭代器uuper_bound返回指定元素下一个位置的迭代器大于指定元素的迭代器
迭代器
begin返回set第一个元素的迭代器end返回set最后一个元素下一个位置的迭代器rbegin返回set最后一个元素的迭代器rend返回set第一个元素的前一个位置的迭代器 常用的成员函数的使用
int main()
{setint N1;//insert//若key不在在树中则返回pair树里面key所在结点的iteratortrue//若key已经在树中则返回pair树里面key所在结点的iteratorfalseN1.insert(7);N1.insert(12);N1.insert(10);for (const auto e : N1) cout e ; // 7 10 12 cout endl;N1.erase(7);N1.erase(10);for (const auto e : N1) cout e ; // 12cout endl;//setint::iterator it N1.find(12);//find找到指定元素后就会返回它的迭代器否则返回end()迭代器if (N1.find(12) ! N1.end()) cout true endl; // trueelse cout false endl;if (N1.count(12)) cout true endl; // trueelse cout false endl;if (N1.find(10) ! N1.end()) cout true endl; // falseelse cout false endl;if (N1.count(10)) cout true endl; // falseelse cout false endl;cout N1.size() endl; // size: 1cout N1.empty() endl; // 0N1.clear();cout N1.empty() endl; // 1//多参数的隐式类型转换setint N2({2,342,25,123});N1.insert(888);N1.insert(88);N1.insert(8888);cout N2 ;for (const auto e : N2) cout e ; // 2 25 123 342cout endl;//交换两个容器的数据swap(N1, N2);cout N1: ;for (const auto e : N1) cout e ; // 2 25 123 342cout endl;cout N2: ;for (const auto e : N2) cout e ; // 88 888 8888cout endl;setint::iterator itlow, itup;itlow N1.lower_bound(1); // 返回 指定元素的迭代器itup N1.upper_bound(128); // 返回 指定元素的迭代器cout *itlow endl; // 2cout *itup endl; // 342while (itlow ! itup) cout *(itlow) ; //2 25 123return 0;
} 迭代器
begin() 和 end()
int main()
{int a[] { 4,2,1,5,224,253,235,4,3456,4575,567 };setint N1(a, a sizeof(a) / sizeof(a[0]));setint N2(N1.begin(), N1.end());cout N2: ;for (const auto e : N2){cout e ;}cout endl;return 0;
} rbegin() 和rend()
int main()
{int a[] { 4,2,1,5,224,253,235,4,3456,4575,567 };setint N1(a, a sizeof(a) / sizeof(a[0]));setint::reverse_iterator it N1.rbegin();while (it ! N1.rend()){cout *it ;it;}cout endl;return 0;
} multiset
multiset的介绍以及使用
与set所有接口一样用法也一样只有一个本质区别那就是multiset这个容器允许数据冗余它的结构模型中允许出现相同的元素map中的key是唯一的而multimap中key是可以 重复的。
这里展示与set有区别的接口
成员函数setmultisetfind找寻指定元素并返回它的迭代器否则返回end()迭代器找寻指定元素如果数据冗余则返回这一组数据的第一个元素的迭代器否则返回end()迭代器count统计指定元素出现次数统计指定元素出现次数equal_bound返回一个只有相同元素区间返回一个只有相同元素区间
其实我们可以看到除了find函数另外两个函数就是为了multiset这个容器而创造的
findcountequal_bound的使用
int main()
{//multisetmultisetint N1({10,124,123,10,10,10,10,1,5,6,8,3});for (const auto e : N1) cout e ; // 1 3 5 6 8 10 10 10 10 10 123 124cout endl;//findmultisetint::iterator it N1.find(10);while (it ! N1.end()) cout *it ; // 10 10 10 10 10 123 124cout endl;//countcout N1.count(10) endl; // 5//pairmultisetint::iterator, multisetint::iterator it1 N1.equal_range(10);auto it1 N1.equal_range(10);auto itfir it1.first;auto itsed it1.second;N1.erase(itfir, itsed);for (const auto e : N1) cout e ; // 1 3 5 6 8 123 124return 0;
}
map
map的介绍
官方英文介绍 中文介绍
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与set不一样map可以修改value所以它的迭代器并不都是const。 可以看它的底层实现它通过在key前面加const禁止修改key这个设计非常巧妙
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))。 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
1.指定key和value的类型构造一个空容器
mapstring, int M1; //构造一个key为doublevalue为int的容器
mapstring, string M1; //构造一个key为doublevalue为int的容器
2.使用迭代器区间进行初始化
mapstring, int M3(M2.begin(), M2.end());
3.map的拷贝构造
mapstring, int M2(M1); //拷贝M1的数据给M2
4.构造一个某类型的空容器比较方式指定为大于
mapstring, int, greaterstring M4;
map的成员函数
常用的成员函数
成员函数声明功能pairiterator, 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 声明中的value_type是 typedef pairconst Key, T value_type;void erase ( iterator position )删除指定位置的元素size_type erase ( const key_type x )删除键值为x的元素void erase ( iterator first, iterator last )删除[first, lat)区间的元素void swap ( map mp )交换两个map中的元素void clear ( )清空map中的元素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endsize_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bool empty ( ) const检测map中的元素是否为空是返回 true否则返回falsesize_type size() const返回map中有效元素的个数mapped_type operator[] (const key_type k)返回去key对应的value
迭代器
begin()和 end()begin:首元素的位置end最后一个元素的下一个位置rbegin()和 rend()反向迭代器rbegin在end位置rend在begin位置其 和--操作与begin和end操作移动相反
常见成员函数的使用
mapstring, int M1;
insert的使用
pairiterator, bool insert ( const value_type x)
方法1实例化一个pair类型的P1对象根据这个P1对象来初始化M1
pairstring, int P1(nxbw, 10);
M1.insert(P1);
方法2使用pair的匿名对象
M1.insert(pairstring, int());
方法3使用make_pair函数 M1.insert(make_pair(nxbw, 10));
这里推荐使用方法三比较方便简洁
insert的返回值也是一个pair对象pair对象的第一个成员变量的类型是map第二个成员变量的类型是bool类型
若key不在在树中则返回pair树里面key所在结点的iteratortrue 若key已经在树中则返回pair树里面key所在结点的iteratorfalse
erase
使用迭代器进行删除
void erase ( iterator position )
mapstring, int M1;
M1.insert(make_pair(AB, 7));
M1.insert(make_pair(ABC, 8));
M1.insert(make_pair(ABCD, 9));
M1.insert(make_pair(ABCDE, 10));
M1.erase(M1.begin());
for(const auto e : M1) cout e.first e.second endl; //e是M1的元素
cout endl; 使用键值删除
size_type erase ( const key_type x )
size_t n M1.erase(AB);
cout n endl; //1
n M1.erase(ABf);
cout n endl; //0
删除成功返回1否则0
使用迭代器区间删除
mapstring, int M1;
M1.insert(make_pair(AB, 7));
M1.insert(make_pair(ABC, 8));
M1.insert(make_pair(ABCD, 9));
M1.insert(make_pair(ABCDE, 10));
M1.erase(M1.begin(), M1.end());
for(const auto e : M1) cout e.first e.second endl; //e是M1的元素
cout endl; swap
mapstring, int M2;
M2.insert(make_pair(nxbw, 666));
swap(M1, M2);
for (const auto e : M2) cout e.first e.second endl;
cout endl M1: ;
for (const auto e : M1) cout e.first e.second endl;
cout endl; clear
M1.clear();
for (const auto e : M1) cout e.first e.second endl;
cout endl; find
通过键值寻找如果找到键值那么find就返回键值所在结点的迭代器否则返回end()
mapstring, int::iterator it M1.find(AB);
cout it-first it-second endl; 其他几个接口很简单这里就不演示了
还有一个接口在map中很关键
operator[]重载 以上是map的底层结点和迭代器的实现代码注意它的迭代器返回的是pair对象的指针或者引用
看下面例子
int main()
{mapstring, int M1;string str[] { 苹果, 苹果, 香蕉, 香蕉, 苹果, 梨子, 梨子, 梨子 };for (auto e : str){mapstring, int::iterator it M1.find(e);if (it M1.end()){M1.insert(make_pair(e, 1));}else{it-second;}}for (const auto e : M1){cout e.first e.second endl;}return 0;
} 如果没有重载operator[]我们只能像上面那种写法一样
使用operator[]更改之后
int main()
{mapstring, int M1;string str[] { 苹果, 苹果, 香蕉, 香蕉, 苹果, 梨子, 梨子, 梨子 };for (auto e : str) M1[e];for (const auto e : M1) cout e.first e.second endl;
} 是不是觉得很神奇
我们来看看operator[ ]它底层是怎么实现的 主要还是理解这段代码
(*((insert(value_type(k, T()))).first)).second
我们分开分析一下
1.向map中插入指定元素因为value_type的T可以是任意类型所以它给了匿名对象T()
2.insert不管插入成功还是失败都会会返回key所在结点的迭代器和bool值可以我们先找到它的迭代器 ((insert(value_type(k, T()))).first)
3.找到迭代器之后我们就可以通过解引用来访问它的value值
对map的总结
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 O(logN)
6. 支持[]操作符operator[]中实际进行插入查找。
multimap
multimap的介绍以及使用
官方英文介绍 中文介绍
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。
multimap的使用
multimap中的接口可以参考map功能都是类似的这里就不细讲了
注意
1. multimap中的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[]操作在multimap中可以存在多个重复的key值使用operator会映射出多个不同的value值
4. 使用时与map包含的头文件相同
