【C++】set、multiset与map、multimap的使用

2024-03-03 22:12
文章标签 c++ 使用 set map multiset multimap

本文主要是介绍【C++】set、multiset与map、multimap的使用，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

目录

  • 一、关联式容器
  • 二、键值对
  • 三、树形结构的关联式容器
    • 3.1 set
      • 3.1.1 模板参数列表
      • 3.1.2 构造
      • 3.1.3 迭代器
      • 3.1.4 容量
      • 3.1.5 修改操作
    • 3.2 multiset
    • 3.3 map
      • 3.3.1 模板参数列表
      • 3.3.2 构造
      • 3.3.3 迭代器
      • 3.3.4 容量
      • 3.3.5 修改操作
      • 3.3.6 operator[]
    • 3.4 multimap

一、关联式容器

谈到关联式容器，先来说说序列式容器，以前学习的vector、list、deque等就是序列式容器，它们的特点是底层为线性序列的数据结构，存储的是元素本身。关联式容器也是存储数据的，不同的是，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。

二、键值对

键值对是用来表示一一对应关系的结构，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，比如汉英互译字典，查中文就可以找到对应的英文，是有对应关系的。

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)
{}
};

三、树形结构的关联式容器

STL总共有两种结构的关联式容器，分别是哈希结构和树形结构。树形结构主要有4种：set、multiset、map、multimap，它们的共同点是底层是平衡搜索树即红黑树实现的，且容器中的元素是一个有序的序列。

3.1 set

特点：

  1. 遍历set中的元素，可以得到一个有序序列，因为它的底层实现是红黑树，再底层是二叉搜索树，遍历方式是中序遍历。
  2. set中的元素不可以重复，因此可以用set去重。
  3. 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。
  4. set中插入元素时，只需要插入value即可，不需要构造键值对。
  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：logN，即最多高度次。
  7. 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。
  8. 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。
  9. set中的元素不允许修改，因为修改了其中的一个元素会改变内部的结构，从而影响有序性。
  10. set在底层是用二叉搜索树(红黑树)实现的。

3.1.1 模板参数列表

在这里插入图片描述

  • 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。

3.1.2 构造

1️⃣构造空的set：

set<int> s;

2️⃣用迭代器区间构造：

set<int> s1(s.begin(), s.end());

3️⃣拷贝构造：

set<int> s2(s);

3.1.3 迭代器

1️⃣begin+end
正向遍历

	set<int> s;s.insert(1);s.insert(3);s.insert(3);s.insert(3);s.insert(5);s.insert(2);set<int>::iterator it = s.begin();while (it != s.end()){cout << *it << " ";++it;}cout << endl;

这里顺便检验下是否去重且有序：
在这里插入图片描述

2️⃣rbegin+rend
与上面类似，只不过是反向遍历

	set<int>::reverse_iterator rit = s.rbegin();while (rit != s.rend()){cout << *rit << " ";++rit;}cout << endl;

在这里插入图片描述

3.1.4 容量

1️⃣empty
判断set是否为空，空返回true，否则返回true

	set<int> s;cout << s.empty() << endl;//1

2️⃣size
返回set中有效元素的个数

set<int> s;
s.insert(1);
s.insert(3);
s.insert(3);
s.insert(3);
s.insert(5);
s.insert(2);
cout << s.size() << endl;//4

3.1.5 修改操作

1️⃣insert

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>。

set<int> s;
s.insert(1);
s.insert(3);
s.insert(3);
s.insert(3);
s.insert(5);
s.insert(2);
for (auto& e : s)
{cout << e << " ";
}
cout << endl;

在这里插入图片描述

2️⃣erase
删除有三种方式：

删除set中position位置上的元素

void erase ( iterator position )

set<int> s;
s.insert(1);
s.insert(3);
s.insert(5);
s.insert(2);
for (auto& e : s)
{cout << e << " ";
}
cout << endl;
set<int>::iterator pos = s.begin();
s.erase(pos);
for (auto& e : s)
{cout << e << " ";
}

在这里插入图片描述

删除set中值为x的元素，返回删除的元素的个数

size_type erase ( const key_type& x )

set<int> s;
s.insert(1);
s.insert(3);
s.insert(5);
s.insert(2);
for (auto& e : s)
{cout << e << " ";
}
cout << endl;
s.erase(3);
for (auto& e : s)
{cout << e << " ";
}

在这里插入图片描述

删除set中[first, last)区间中的元素

void erase ( iterator first, iterator last )

set<int> s;
s.insert(1);
s.insert(3);
s.insert(5);
s.insert(2);
for (auto& e : s)
{cout << e << " ";
}
cout << endl;
s.erase(s.begin(), s.end());
for (auto& e : s)
{cout << e << " ";
}

在这里插入图片描述

3️⃣swap
交换set中的元素

void swap ( set<Key,Compare,Allocator>& st );

	set<int> s1;s1.insert(1);s1.insert(3);s1.insert(5);for (auto& e : s1){cout << e << " ";//1 3 5}cout << endl;set<int> s2;s2.insert(7);s2.insert(8);s2.insert(6);for (auto& e : s2){cout << e << " "; //6 7 8}cout << endl;s2.swap(s1);for (auto& e : s1){cout << e << " ";//6 7 8}cout << endl;for (auto& e : s2){cout << e << " ";//1 3 5}

4️⃣clear
将set中的元素清空

void clear ( )

set<int> s1;
s1.insert(1);
s1.insert(3);
s1.insert(5);
s1.clear();
for (auto& e : s1)
{cout << e << " ";// 空
}

5️⃣find
找到了，返回set中值为x的元素的位置，如果每找到，返回最后一个元素的下一个位置

iterator find ( const key_type& x ) const

set<int> s1;
s1.insert(1);
s1.insert(3);
s1.insert(5);
//s1.clear();
set<int>::iterator pos = s1.find(3);
if (pos != s1.end())cout << "找到了" << endl;//找到了
elsecout << "没找到" << endl;

6️⃣count
返回set中值为x的元素的个数，因为set是去重的，所以存在返回1，不存在返回0

size_type count ( const key_type& x ) const

set<int> s1;
s1.insert(1);
s1.insert(3);
s1.insert(5);
cout << s1.count(3) << endl;//1
cout << s1.count(33) << endl;//0

3.2 multiset

multiset与set的区别是存储的元素可以重复

void test_set8()
{multiset<int> s;s.insert(1);s.insert(3);s.insert(3);s.insert(5);s.insert(5);s.insert(5);s.insert(2);for (auto& e : s){cout << e << " ";//1 2 3 3 5 5 5}
}

还有接口与set的不同，分别是find和count

set的find与multiset的find
set不能有重复元素，所以找到了返回该元素的位置；multiset有重复元素，找到了返回该元素的第一个的位置。找不到都是返回end()

multiset<int> s;
s.insert(1);
s.insert(3);
s.insert(3);
multiset<int>::iterator pos = s.find(3);//返回第一个3的位置
while (pos != s.end())
{cout << *pos << " ";// 3 3++pos;
}
cout << endl;
}

set的count与multiset的count
set没有重复元素，所以存在的元素返回1，不存在返回0；multiset有重复元素，所以存在返回该元素的个数，不存在返回0

multiset<int> s;
s.insert(1);
s.insert(3);
s.insert(3);
s.insert(3);
s.insert(3);
cout << s.count(3) << endl;//4

3.3 map

与sert一样，map可以使容器的元素有序且去重
特点：

  1. map中的元素是键值对，由key和value组成
  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<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中的key是唯一的，并且不能修改
  5. 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)。
  6. map支持下标访问符，可以进行插入、查找和修改
  7. map的底层为平衡搜索树(红黑树)

3.3.1 模板参数列表

在这里插入图片描述

  • 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

3.3.2 构造

1️⃣构造空的map

map<string, string> m;

2️⃣用迭代器区间进行构造

map<string, string> m1(m.begin(), m.end());

3️⃣拷贝构造

map<string, string> m2(m);

3.3.3 迭代器

1️⃣begin和end
正向遍历

map<string, string> m;
m.insert(pair<string, string>("sort", "排序"));
m.insert(pair<string, string>("apple", "苹果"));
m.insert(pair<string, string>("left", "左边"));
map<string, string>::iterator it = m.begin();
while (it != m.end())
{cout << *it << " ";//错误写法，编译报错++it;
}

因为map的每个元素是键值对，由key和value组成，即pair，而且它们的类型不一定相同，所以要用 . 或者 -> 指向对应的成员

map<string, string> m;
m.insert(pair<string, string>("sort", "排序"));
m.insert(pair<string, string>("sort", "排序"));
m.insert(pair<string, string>("sort", "排序"));
m.insert(pair<string, string>("apple", "苹果"));
m.insert(pair<string, string>("left", "左边"));
map<string, string>::iterator it = m.begin();
while (it != m.end())
{//cout << (*it).first << "：" << (*it).second << endl;cout << it->first << "：" << it->second << endl;++it;
}

在这里插入图片描述

2️⃣rbegin和rend
反向遍历

map<string, string>::reverse_iterator rit = m.rbegin();
while (rit != m.rend())
{//cout << (*rit).first << "：" << (*rit).second << endl;cout << rit->first << "：" << rit->second << endl;++rit;
}

在这里插入图片描述

3.3.4 容量

1️⃣empty
检测map中的元素是否为空，是返回true，否则返回false

map<string, string> m;
cout << m.empty() << endl;//1

2️⃣size
返回map中有效元素的个数

m.insert(pair<string, string>("left", "左边"));
cout << m.size() << endl;//1

3.3.5 修改操作

1️⃣insert

pair<iterator,bool> insert ( const value_type& x )

在map中插入的是键值对，返回值也是键值对，如果插入成功，则返回当前元素(键值对)的位置和true，插入失败，则返回原来已有的元素的位置和false

插入的方式有三种写法：

map<string, string> m;
m.insert(pair<string, string>("sort", "排序"));//C++98
m.insert(make_pair("apple", "苹果"));//C++98
m.insert({ "left", "左边" }); //C++11 多参数隐式类型转换

在这里插入图片描述

2️⃣erase
删除有3种方式，与set相同：

删除position位置上的元素

void erase ( iterator position )

map<string, string> m;
m.insert(make_pair("sort", "排序"));
m.insert(make_pair("apple", "苹果"));
m.insert(make_pair("left", "左边"));
for (auto& e : m)
{cout << e.first << "：" << e.second << " ";
}
cout << endl;
map<string, string>::iterator pos = m.begin();
m.erase(pos);
for (auto& e : m)
{cout << e.first << "：" << e.second << " ";
}

在这里插入图片描述

删除键值为x的元素

size_type erase ( const key_type& x )

m.erase("sort");

在这里插入图片描述

删除[first, last)区间中的元素

void erase ( iterator first, iterator last )

m.erase(m.begin(), m.end());

3️⃣swap
交换两个map中的元素

void swap ( map<Key,T,Compare,Allocator>& mp )

map<string, string> m1;
m1.insert(make_pair("sort", "排序"));
m1.insert(make_pair("apple", "苹果"));
for (auto& e : m1)
{cout << e.first << "：" << e.second << " ";
}
map<string, string> m2;
m2.insert(make_pair("left", "左边"));
m2.insert(make_pair("right", "右边"));
for (auto& e : m2)
{cout << e.first << "：" << e.second << " ";
}
m2.swap(m1);
for (auto& e : m1)
{cout << e.first << "：" << e.second << " ";
}
for (auto& e : m2)
{cout << e.first << "：" << e.second << " ";
}

在这里插入图片描述

4️⃣clear
将map中的元素清空

void clear ( )

map<string, string> m;
m.insert(make_pair("sort", "排序"));
m.clear();
cout << m.empty() << endl;//1

5️⃣find
查找key为x的元素，找到了返回该元素的迭代器，找不到返回end

iterator find ( const key_type& x )

map<string, string> m;
m.insert(make_pair("sort", "排序"));
map<string, string>::iterator pos = m.find("sort");
if (pos != m.end())cout << "找到了" << endl;//找到了
elsecout << "没找到" << endl;

6️⃣count
返回key为x在map中的个数，由于map会去重，所以存在返回1，不存在返回0

size_type count ( const key_type& x ) const

map<string, string> m;
m.insert(make_pair("sort", "排序"));
m.insert(make_pair("sort", "排序"));
cout << m.count("sort") << endl;//1
cout << m.count("apple") << endl;//0

3.3.6 operator[]

mapped_type& operator[] (const key_type& k);

该函数的参数是key，返回值是value。可以用来插入、查找、修改和计数。先来看看使用：

1️⃣插入：如果key没有重复，插入成功

map<string, string> m;
m.insert(make_pair("sort", "排序"));
m["left"];//插入
for (auto& e : m)
{cout << e.first << "：" << e.second << endl;
}

在这里插入图片描述

2️⃣查找：插入的key已经存在，查找到该key对应的value

map<string, string> m;
m.insert(make_pair("sort", "排序"));
m.insert(make_pair("apple", "苹果"));
cout << m["apple"] << endl;//苹果

3️⃣修改：插入的key已经存在，同时右边如下代码所示，将该key对应的value修改

map<string, string> m;
m.insert(make_pair("sort", "排序"));
m.insert(make_pair("apple", "苹果"));
m["sort"] = "排序的英文";
for (auto& e : m)
{cout << e.first << "：" << e.second << endl;
}

在这里插入图片描述

4️⃣插入+修改：插入key没有重复，且右边如下代码所示，修改对应的value(其实是补上)

map<string, string> m;
m.insert(make_pair("sort", "排序"));
m.insert(make_pair("apple", "苹果"));
m["left"] = "左边";
for (auto& e : m)
{cout << e.first << "：" << e.second << endl;
}

在这里插入图片描述

5️⃣统计次数

map<string, int> m;
string arr[] = { "sort","sort" ,"apple" ,"apple", "banana","one" };
for (auto& e : arr)
{m[e]++;
}
for (auto& e : m)
{cout << e.first << "：" << e.second << " ";cout << endl;
}

在这里插入图片描述

接下来看看operator[]是如何实现以上操作的：
在这里插入图片描述

operator[]内部其实调用了insert函数
在这里插入图片描述
我们再来看看insert函数：
在这里插入图片描述
回顾下，insert函数的要插入的数据类型是键值对
在这里插入图片描述
它的返回类型也是键值对，operator[]调用insert函数得到的返回值是迭代器，对迭代器解引用然后点访问迭代器的第二个成员，最后返回该成员。

梳理下：
首先看operator[]调用insert函数，而insert里面的make_pair是(k, mapped_type())，也就是说key值是要输入的，而value我们不写编译器帮我们默认构造出来，int类型是0。接着insert函数就要返回了，返回的是键值对，插入成功，返回该位置的迭代器和true；插入失败，返回该位置的迭代器和false。.first，得到返回值的第一个成员，即迭代器。迭代器的本质是指针，指针指向的是该位置的key和对应的value，解引用指针，然后最后的 .second 得到是该迭代器的value，即插入的key对应的value

3.4 multimap

multimap与map的区别和multiset与set的区别相同，都能形成有序，但是multimap可以允许元素重复

multimap<string, string> m;
m.insert(make_pair("sort", "排序"));
m.insert(make_pair("sort", "排序"));
m.insert(make_pair("left", "左边"));
m.insert(make_pair("sort", "排序"));
m.insert(make_pair("apple", "苹果"));
m.insert(make_pair("apple", "苹果"));
for (auto& e : m)
{cout << e.first << "：" << e.second << " ";cout << endl;
}

在这里插入图片描述

还有find和count:

map的find与multimap的find
map返回该元素的迭代器，multimap返回该元素的第一个的迭代器

multimap<string, string> m;
m.insert(make_pair("sort", "排序"));
m.insert(make_pair("sort", "排序"));
m.insert(make_pair("apple", "苹果"));
multimap<string, string>::iterator pos = m.find("sort");
while (pos != m.end())
{cout << pos->first << "：" << pos->second << endl;++pos;
}

在这里插入图片描述

map的count与multimap的count
map没有重复元素，所以该元素存在返回1，不存在返回0；multimap可以有重复元素，存在返回该元素的个数，不存在返回0

multimap<string, string> m;
m.insert(make_pair("sort", "排序"));
m.insert(make_pair("sort", "排序"));
m.insert(make_pair("apple", "苹果"));
cout << m.count("sort") << endl;//2
cout << m.count("apple") << endl;//1
cout << m.count("left") << endl;//0

这篇关于【C++】set、multiset与map、multimap的使用的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！

原文地址:
本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.chinasem.cn/article/771078。

相关文章

Linux系统之lvcreate命令使用解读

Linux系统之lvcreate命令使用解读

《Linux系统之lvcreate命令使用解读》lvcreate是LVM中创建逻辑卷的核心命令,支持线性、条带化、RAID、镜像、快照、瘦池和缓存池等多种类型,实现灵活存储资源管理,需注意空间分配、R... 目录lvcreate命令详解一、命令概述二、语法格式三、核心功能四、选项详解五、使用示例1. 创建逻
阅读更多...
在Java中使用OpenCV实践

在Java中使用OpenCV实践

《在Java中使用OpenCV实践》用户分享了在Java项目中集成OpenCV4.10.0的实践经验,涵盖库简介、Windows安装、依赖配置及灰度图测试,强调其在图像处理领域的多功能性,并计划后续探... 目录前言一 、OpenCV1.简介2.下载与安装3.目录说明二、在Java项目中使用三 、测试1.测
阅读更多...
C++中detach的作用、使用场景及注意事项

C++中detach的作用、使用场景及注意事项

《C++中detach的作用、使用场景及注意事项》关于C++中的detach,它主要涉及多线程编程中的线程管理,理解detach的作用、使用场景以及注意事项,对于写出高效、安全的多线程程序至关重要,下... 目录一、什么是join()？它的作用是什么？类比一下：二、join()的作用总结三、join()怎么
阅读更多...
mybatis中resultMap的association及collectio的使用详解

mybatis中resultMap的association及collectio的使用详解

《mybatis中resultMap的association及collectio的使用详解》MyBatis的resultMap定义数据库结果到Java对象的映射规则,包含id、type等属性,子元素需... 目录1.reusltmap的说明2.association的使用3.collection的使用4.总
阅读更多...
Spring Boot配置和使用两个数据源的实现步骤

Spring Boot配置和使用两个数据源的实现步骤

《SpringBoot配置和使用两个数据源的实现步骤》本文详解SpringBoot配置双数据源方法,包含配置文件设置、Bean创建、事务管理器配置及@Qualifier注解使用,强调主数据源标记、代... 目录Spring Boot配置和使用两个数据源技术背景实现步骤1. 配置数据源信息2. 创建数据源Be
阅读更多...
Java中使用 @Builder 注解的简单示例

Java中使用 @Builder 注解的简单示例

《Java中使用@Builder注解的简单示例》@Builder简化构建但存在复杂性,需配合其他注解,导致可变性、抽象类型处理难题,链式编程非最佳实践,适合长期对象,避免与@Data混用,改用@G... 目录一、案例二、不足之处大多数同学使用 @Builder 无非就是为了链式编程，然而 @Builder
阅读更多...
在MySQL中实现冷热数据分离的方法及使用场景底层原理解析

在MySQL中实现冷热数据分离的方法及使用场景底层原理解析

《在MySQL中实现冷热数据分离的方法及使用场景底层原理解析》MySQL冷热数据分离通过分表/分区策略、数据归档和索引优化,将频繁访问的热数据与冷数据分开存储,提升查询效率并降低存储成本,适用于高并发... 目录实现冷热数据分离1. 分表策略2. 使用分区表3. 数据归档与迁移在mysql中实现冷热数据分
阅读更多...
mybatis-plus QueryWrapper中or,and的使用及说明

mybatis-plus QueryWrapper中or,and的使用及说明

《mybatis-plusQueryWrapper中or,and的使用及说明》使用MyBatisPlusQueryWrapper时,因同时添加角色权限固定条件和多字段模糊查询导致数据异常展示,排查发... 目录QueryWrapper中or,and使用列表中还要同时模糊查询多个字段经过排查这就导致只要whe
阅读更多...
Python使用openpyxl读取Excel的操作详解

Python使用openpyxl读取Excel的操作详解

《Python使用openpyxl读取Excel的操作详解》本文介绍了使用Python的openpyxl库进行Excel文件的创建、读写、数据操作、工作簿与工作表管理,包括创建工作簿、加载工作簿、操作... 目录1 概述1.1 图示1.2 安装第三方库2 工作簿 workbook2.1 创建：Workboo
阅读更多...
使用Go实现文件复制的完整流程

使用Go实现文件复制的完整流程

《使用Go实现文件复制的完整流程》本案例将实现一个实用的文件操作工具：将一个文件的内容完整复制到另一个文件中,这是文件处理中的常见任务,比如配置文件备份、日志迁移、用户上传文件转存等,文中通过代码示例... 目录案例说明涉及China编程知识点示例代码代码解析示例运行练习扩展小结案例说明我们将通过标准库 os
阅读更多...

Copyright China编程 23002807@qq.com

沪ICP备2023033072号-2