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移情别恋c++ ദ്ദി˶ー̀֊ー́ ) ——13.map&&set

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用户11286441
发布2024-09-23 19:39:45
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发布2024-09-23 19:39:45
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文章被收录于专栏:学习

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, 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:

代码语言:javascript
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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)
{}
};

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<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。 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

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

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 !!!

代码语言:javascript
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pair<iterator, bool> ret = insert(key, V());
return ret.first->second;//这里返回的是value

5. map中元素的修改

代码语言:javascript
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#include <string>
#include <map>
void TestMap()
{
 map<string, string> m;
 
 // c++98 插入

 m.insert(pair<string, string>("peach", "桃子"));

 // c++11 插入
 m.insert(make_pair("banan", "香蕉"));
 
 // 借用operator[]向map中插入元素
    /*
 operator[]的原理是:
  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
  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
  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
  operator[]函数最后将insert返回值键值对中的value返回
 */
    // 将<"apple", "">插入map中,插入成功,返回value的引用,将“苹果”赋值给该引
用结果,


 m["apple"] = "苹果";
 cout << m.size() << endl;


 // 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
 for (auto& e : m)
 cout << e.first << "--->" << e.second << endl;
 cout << endl;

 // map中的键值对key一定是唯一的,如果key存在将插入失败

 auto ret = m.insert(make_pair("peach", "桃色"));
 if (ret.second)
 cout << "<peach, 桃色>不在map中, 已经插入" << endl;
 else
 cout << "键值为peach的元素已经存在:" << ret.first->first << "--->" 
<< ret.first->second <<" 插入失败"<< endl;

 // 删除key为"apple"的元素
 m.erase("apple");
 if (1 == m.count("apple"))
 cout << "apple还在" << endl;
 else
 cout << "apple被吃了" << endl;
}

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)

代码语言:javascript
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class Solution {
public:
    struct compare
    {
        bool operator()(const pair<string,int> V1,const pair<string,int> V2)
        {
            return (V1.second > V2.second) || (V1.second == V2.second && V1.first < V2.first);//如果一样就按first排序
        }
    };//!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
 
    vector<string> topKFrequent(vector<string>& words, int k) {
        map<string,int> CountMap;
        for(auto& e : words)
        {
            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
        }
 
        
        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
       
        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
 //如果不写compare直接调用会出问题,一是迭代器类型不匹配,
        vector<string> vs;
        for(size_t i=0; i<k;i++)
        {
            vs.push_back(v[i].first);
        }
 
        return vs;
    }
};

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)

代码语言:javascript
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class Solution {
public:
    vector<int> intersection(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) {
    set<int>arr(nums1.begin(),nums1.end());
    set<int>brr(nums2.begin(),nums2.end());
    vector<int> str;
    int num=0;
    auto it1=arr.begin();
    auto it2=brr.begin();
    while(it1!=arr.end()&&it2!=brr.end())
    {
        if(*it1!=*it2)
        {
          if(*it1<*it2)
          it1++;
          else
          it2++;
        }
        else
        {
            str.push_back(*it1);
            it1++;
            it2++;
        }
    }
    return str;

    }
};

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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原始发表:2024-09-23,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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  • 1. 关联式容器
  • 2. 键值对 (pair)
  • 3.map set:
  • 4.set (K模型)
    • set使用介绍
      • 1. set的模板参数列表
        • 2. set的构造
          • 3. set的迭代器
            • 4. set的容量
              • 5. set修改操作
              • 5.multiset
              • 6. map(KV模型)
                • 1. map的模板参数说明
                  • 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[]
                      • 5. map中元素的修改
                      • 7. multimap
                      • 8.实际应用
                        • 1.前k个高频单词
                          • 2.两个数组的交集
                            • map和set对比
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