【数据结构】set 与 map_set与map

目录

一、关联式容器

二、set

1、set的介绍

2、set的模板参数列表

3、set的构造

4、set的迭代器

5、set的容量

6、set修改操作

7、set 与 multiset

三、map

1、map的介绍

2、map的模板参数列表

3、map的构造

4、map的迭代器

5、map的容量与元素访问

6、map中元素的修改

6.1、insert

6.2、operator[]

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一、关联式容器

 曾经我们学习过例如vector、list、deque等等序列式容器，其底层为线性序列的数据结构，存储的是元素本身。现在再来学习另一种容器：关联式容器。

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。

 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 set 与 map  。

二、set

1、set的介绍

set的文档介绍如下： 

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。

2、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。

3、set的构造

4、set的迭代器

5、set的容量

6、set修改操作

7、set 与 multiset

 set 容器所作的工作不仅仅是将数据进行了排序，同时也对数据进行了去重：

 如果想要保留数据的多样性，不进行去重，则可以使用容器 multiset ：

 multiset 容器的 find 函数在有多个相同的 key 值时，所寻找的是中序的第一个符合的 key 值：

三、map

1、map的介绍

map的文档介绍如下：

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<const key, T> 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))。

键值对： pair 的底层代码：

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)
	{}
};

2、map的模板参数列表

•  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

3、map的构造

4、map的迭代器

5、map的容量与元素访问

6、map中元素的修改

6.1、insert

 insert 函数的返回值类型是pair类型，有两种情况：

1. 如果map中还没有要插入的key值，则插入成功。pair::bool值为true，pair::first 为新插入节点的迭代器。
2. 如果map中已经有了要插入的key值，则插入失败。pair::bool值为false，pair::first 为对应已有节点的迭代器。

使用函数 insert 插入数据，是以结构 pair 的形式插入的：

 这里使用直接构造匿名对象插入到 map 中即可。但是这种写法有些复杂，不够方便，因此还可以借助函数模板 make_pair 来构造对象：

 如果在后面再插入一个具有相同 key 值，不同 value 值的 pair 结构，则会插入失败。因为 value 值不参与 map 的插入规则， map 的插入只与 key 有关。

补充代码：

使用 map 统计水果的个数：

6.2、operator[]

 " [] " 运算符重载的底层实现如下：

mapped_type& operator[](const key_type& k)
{
	return (*((this->insert(make_pair(k, mapped_type()))).first)).second;
}

使用 map 统计水果的个数：

 同样的例题，在 6.1 中使用 insert 函数写了较长的代码才能解决，然而这里使用 operator[] 只需要两行就可以了。

  " [] " 运算符重载的底层实现可以细分成如下部分：

 在上述代码中，相当于把 insert 函数的返回值的 pair::first 解引用后，取了 second 。并对其进行 ++ 操作。

 在这部分代码中， " [] " 运算符重载实现的功能可以改写为：

V& operator[](const K& key)
{
	pair<iterator, bool> ret = insert(make_pair(key, V()));
	return ret.first->second;
}

 有了以上知识，我们便能理解 operator[] 的主流用法：

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关于set 与 map的相关内容就讲到这里，希望同学们多多支持，如果有不对的地方欢迎大佬指正，谢谢！