1.关联式容器
2.键值对
3.树形结构的关联式容器
4set
4.1set介绍
4.2set的使用
4.2.1set的参数列表
4.2.2set的构造
4.2.3set的迭代器
4.2.4set的容量操作
4.2.5set的修改操作
4.3multiset
4.3.1multiset
5.map
5.1map的介绍
5.2map的使用
5.2.1map的参数列表
5.2.2map的构造
5.2.3 map的迭代器
5.2.4map的容量操作与元素访问
5.2.5map的修改操作
5.3multimap
5.3.1multimap介绍
5.4.2multimap的使用
1.关联式容器
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,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。
2.键值对
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。
3.树形结构的关联式容器
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。
4set
4.1set介绍
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。
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 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:log n 7. set中的元素不允许修改(为什么?) 因为直接修改会破坏树的结构,所以不允许修改8. set中的底层使用二叉搜索树(红黑树)来实现
4.2set的使用
4.2.1set的参数列表
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
set的底层是平衡搜索树来实现的,输出的结果是有序的,并且插入的时候具有去重功能。
因为如果一个值已经存在,那么插入的时候就会返回false,就不会继续插入了。
4.2.2set的构造
函数声明 | 功能介绍 |
set (const Compare& comp = Compare(), const Allocator& = Allocator() ); | 构造空的set |
set (InputIterator first, InputIterator last, const Compare& comp = Compare(), const Allocator& = Allocator() ); | 用[first, last)区 间中的元素构造 set |
set ( const set<Key,Compare,Allocator>& x); | set的拷贝构造 |
4.2.3set的迭代器
函数声明 | 功能介绍 |
iterator begin() | 返回set中起始位置元素的迭代器 |
iterator end() | 返回set中最后一个元素后面的迭代器 |
const_iterator cbegin() const | 返回set中起始位置元素的const迭代器 |
const_iterator cend() const | 返回set中最后一个元素后面的const迭代器 |
reverse_iterator rbegin() | 返回set第一个元素的反向迭代器,即end |
reverse_iterator rend() | 返回set最后一个元素下一个位置的反向迭代器,即rbegin |
const_reverse_iterator crbegin() const | 返回set第一个元素的反向const迭代器,即cend |
const_reverse_iterator cend() const | 返回set最后一个元素下一个位置的反向const迭代器,即crbegin |
4.2.4set的容量操作
函数声明 | 功能介绍 |
bool empty() const | 检测set是否为空,为空返回true,不为空返回false |
size_type size() const | 返回set中有效元素的个数 |
4.2.5set的修改操作
函数声明 | 功能介绍 |
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> |
void erase ( iterator position ) | 删除set中position位置上的元素 |
size_type erase ( const key_type& x ) | 删除set中值为x的元素,返回删除的元素的个数 |
void erase ( iterator first, iterator last ) | 删除set中[first, last)区间中的元素 |
void swap ( set<Key,Compare,Allocator>& st ); | 交换set中的值 |
void clear(); | 将set中的元素清空 |
iterator find ( const key_type& x ) const | 返回set中值为x的元素的位置 |
size_type count ( const key_type& x ) const | 返回set中值为x的元素的个数 |
4.3multiset
4.3.1multiset
1. multiset是按照特定顺序存储元素的容器,其中元素是可以重复的。
2. 在multiset中,元素的value也会识别它(因为multiset中本身存储的就是<value, value>组成 的键值对,因此value本身就是key,key就是value,类型为T). multiset元素的值不能在容器 中进行修改(因为元素总是const的),但可以从容器中插入或删除。 3. 在内部,multiset中的元素总是按照其内部比较规则(类型比较)所指示的特定严格弱排序准则进行排序。 4. multiset容器通过key访问单个元素的速度通常比unordered_multiset容器慢,但当使用迭 代器遍历时会得到一个有序序列。5. multiset底层结构为二叉搜索树(红黑树)
1. multiset中再底层中存储的是<value, value>的键值对
2. mtltiset的插入接口中只需要插入即可 3. 与set的区别是,multiset中的元素可以重复,set是中value是唯一的4. 使用迭代器对multiset中的元素进行遍历,可以得到有序的序列
6. 在multiset中找某个元素,时间复杂度为$O(log_2 N)$
5. multiset中的元素不能修改7. multiset的作用:可以对元素进行排序
multiset与set的区别在于 multiset中的元素可以重复
multiset的find() 如果查找的 值存在有多个,那么就返回中序中的 第一个要查找的值。
5.map
5.1map的介绍
5.2map的使用
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<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))。
关于operator[]:
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*
5.2.1map的参数列表
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
注意:在使用map时,需要包含头文件
5.2.2map的构造
函数声明 | 功能介绍 |
map() | 构造一个空的map |
5.2.3 map的迭代器
函数声明 | 功能介绍 |
begin()和end() | begin:首元素的位置,end最后一个元素的下一个位置 |
cbegin()和cend() | 与begin和end意义相同,但cbegin和cend所指向的元素不能修改 |
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 |
crbegin()和crend() | 与rbegin和rend位置相同,操作相同,但crbegin和crend所指向的元素不能修改 |
5.2.4map的容量操作与元素访问
函数声明 | 功能简介 |
bool empty ( ) const | 检测map中的元素是否为空,是返回true,否则返回false |
size_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val |
当key不在map中时,通过operator获取对应value时会发生什么问题 ?
注意:在元素访问时,有一个与operator[]类似的操作at()(该函数不常用)函数,都是通过key找到与key对应的value然后返回其引用,不同的是: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,at()函数直接抛异常。
5.2.5map的修改操作
函数声明 | 功能简介 |
pair<iterator,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 |
void erase ( iterator position ) | 删除position位置上的元素 |
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, last)区间中的元素 |
void swap ( map<Key,T,Compare,Allocator>& mp ) | 交换两个map中的元素 |
void clear ( ) | 将map中的元素清空 |
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end |
const_iterator find ( const key_type& x ) const | 在map中插入key为x的元素,找到返回该元素的位置的const迭代器,否则返回cend |
size_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 |
5.3multimap
5.3.1multimap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<key,
value>,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<const Key, T> 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。
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。
5.4.2multimap的使用
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,因为可能会存在多个相同的key,不知道该返回哪一个key的迭代器。
4. 使用时与map包含的头文件相同