🎇C++学习历程：进阶
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博主的能力有限，出现错误希望大家不吝赐教- 分享给大家一句我很喜欢的话： 也许你现在做的事情，暂时看不到成果，但不要忘记，树🌿成长之前也要扎根，也要在漫长的时光🌞中沉淀养分。静下来想一想，哪有这么多的天赋异禀，那些让你羡慕的优秀的人也都曾默默地翻山越岭🐾。
💐 🌸 🌷 🍀 🌹
目录
- 💐 1. 关联式容器
- 💐 2. 键值对
- 💐 3. 树形结构的关联式容器
* - 🌹 3.1 set
– - 🌹3.2 map
– - 🌹3.3 multiset
– - 🌹3.4 multimap
– - 🌹 3.5 在OJ中的使用
–
; 💐 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。
💐 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。
- 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)
{}
};
💐 3. 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。
🌹 3.1 set
🌷 3.1.1 set的介绍
- set是按照一定次序存储元素的容器
- 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。
- 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。
- 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。
- set在底层是用二叉搜索树(红黑树)实现的。
注意：
- 与map/multimap不同，map/multimap中存储的是真正的键值对
- set中插入元素时，只需要插入value即可，不需要构造键值对。
- set中的元素不可以重复(因此可以使用set进行去重)。
- 使用set的迭代器遍历set中的元素，可以得到有序序列
- set中的元素默认按照小于来比较
- set中查找某个元素，时间复杂度为：l o g 2 n log_2 n l o g 2 n
- set中的元素不允许修改(为什么?)
- set中的底层使用二叉搜索树(红黑树)来实现。
关于set元素的不可直接更改 set的元素类型和比较函数(或者函数对象)是可以配置的,但是一旦配置就不能更改。 set的元素类型不可更改是很自然的,这本就是模板的天然含义。 set的比较函数虽然可以得到,但是得到的是copy,不是引用或者指针,所以不能修改(修改比较函数对象的参数)。
🌷 3.1.2 set的使用
- 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
- set的构造
函数声明功能介绍set (const Compare& comp = Compare(), const Allocator&= Allocator() );构造空的setset (InputIterator first, InputIterator last, const Compare& comp = Compare(), const Allocator& = Allocator() );用[first, last)区间中的元素构造setset ( const set
- set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endreverse_iterator rend()返回set最后一个元素下一个位置的反向迭代器，即rbeginconst_reverse_iterator crbegin() const返回set第一个元素的反向const迭代器，即cendconst_reverse_iterator crend() const返回set最后一个元素下一个位置的反向const迭代器，即crbegin
- set的容量
函数声明功能介绍bool empty ( ) const检测set是否为空，空返回true，否则返回truesize_type size() const返回set中有效元素的个数
- set修改操作
函数声明功能介绍pair
- set的使用举例
int main()
{
set<int> s;
s.insert(1);
s.insert(4);
s.insert(3);
s.insert(3);
s.insert(2);
s.insert(2);
s.insert(3);
for (auto e : s)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
set<int>::iterator pos = s.find(3);
s.erase(pos);
s.erase(4);
cout << s.size() << endl;
s.clear();
cout << s.empty() << endl;
set<int> tmp{ 10, 20, 30, 40 };
s.swap(tmp);
cout << s.count(2) << endl;
cout << endl;
}
🌹3.2 map
🌷3.2.1 map的介绍
- 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。
- 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 - 在内部，map中的元素总是按照键值key进行比较排序的。
- 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)。
- 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。
- 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))。
🌷3.2.2 map的使用
- 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。
- map的构造
函数声明功能介绍map()构造一个空的map
- 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
- map的容量与元素访问
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
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？
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。
- map中元素的修改
函数声明功能简介pair
- map的使用举例
#include
#include
void TestMap()
{
map<string, string> m;
m.insert(pair<string, string>("peach", "桃子"));
m.insert(make_pair("banan", "香蕉"));
m["apple"] = "苹果";
cout << m.size() << endl;
for (auto& e : m)
cout << e.first << "--->" << e.second << endl;
cout << endl;
auto ret = m.insert(make_pair("peach", "桃色"));
if (ret.second)
cout << "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;
m.erase("apple");
if (1 == m.count("apple"))
cout << "apple还在" << endl;
else
cout << "apple被吃了" << endl;
}
【总结】
- map中的的元素是键值对
- map中的key是唯一的，并且不能修改
- 默认按照小于的方式对key进行比较
- 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
- map的底层为平衡搜索树(红黑树)，查找效率比较高O ( l o g 2 N ) O(log_2 N)O (l o g 2 N )
- 支持[]操作符，operator[]中实际进行插入查找。
🌹3.3 multiset
🌷3.3.1 multiset的介绍
- 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。
- 在multiset中，元素的value也会识别它(因为multiset中本身存储的就是
- 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。
- 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。
- multiset底层结构为二叉搜索树(红黑树)。
注意：
- multiset中再底层中存储的是
- mtltiset的插入接口中只需要插入即可
- 与set的区别是，multiset中的元素可以重复，set是中value是唯一的
- 使用迭代器对multiset中的元素进行遍历，可以得到有序的序列
- multiset中的元素不能修改
- 在multiset中找某个元素，时间复杂度为O ( l o g 2 N ) O(log_2 N)O (l o g 2 N )
- multiset的作用：可以对元素进行排序
🌷3.3.2 multiset的使用
此处只简单演示set与multiset的不同，其他接口接口与set相同，可参考set。
#include
void TestSet()
{
int array[] = { 2, 1, 3, 9, 6, 0, 5, 8, 4, 7 };
multiset<int> s(array, array + sizeof(array)/sizeof(array[0]));
for (auto& e : s)
cout << e << " ";
cout << endl;
return 0;
}
🌹3.4 multimap
🌷 3.4.1 multimap的介绍
- 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
- 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;
- 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。 - 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。 - multimap在底层用二叉搜索树(红黑树)来实现。
🌷3.4.2 multimap的使用
multimap中的接口可以参考map，功能都是类似的。
注意：
- multimap中的key是可以重复的。
- multimap中的元素默认将key按照小于来比较
- multimap中没有重载operator[]操作(同学们可思考下为什么?)。
- 使用时与map包含的头文件相同：
🌹 3.5 在OJ中的使用
🌷前K个高频单词
- 解题思路
- 代码演示
class Solution {
public:
vector<string> topKFrequent(vector<string>& words, int k) {
map<string,int> CountMap;
for(auto& e : words)
CountMap[e]++;
multimap<int,string,greater<int>> sortMap;
for(auto &kv : CountMap)
sortMap.insert(make_pair(kv.second,kv.first));
vector<string> v;
multimap<int,string,greater<int>> :: iterator it = sortMap.begin();
for(size_t i = 0;i < k;i++)
{
v.push_back(it -> second);
++it;
}
return v;
}
};
🌷 两个数的交集
- 解题思路
创建两个指针，相等就是子集，不等就小的++。
- 代码演示
class Solution {
public:
vector<int> intersection(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) {
set<int> s1(nums1.begin(),nums1.end());
set<int> s2(nums2.begin(),nums2.end());
auto it1 = s1.begin();
auto it2 = s2.begin();
vector<int> v;
while(it1 != s1.end() && it2 != s2.end())
{
if(*it1 < *it2)
++it1;
else if(*it2 < *it1)
++it2;
else
{
v.push_back(*it1);
++it1;
++it2;
}
}
return v;
}
};
Original: https://blog.csdn.net/m0_60338933/article/details/127783537
Author: 一起去看日落吗
Title: 【C++进阶】map和set（ 万字详解）—— 上篇
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