【高阶数据结构】Map 和 Set(详解)(上)

简介: 【高阶数据结构】Map 和 Set(详解)(上)

一. 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<key, value>结构的键值对,在数据检索时比序列式容器效率更高


image.png


二. 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


举例子:


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pair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. C++中的Set


1️⃣Set的介绍

Set本质就是Key的模型,就是确认该值在不在


2️⃣Set的使用(参照文档)

Set支持的操作是增删查,不能改!(因为底层是一颗搜索树,改了就乱了)


🌈set的模板参数列表


2d65d23f6d4748949b924e4057485923.png


三个模板参数:


T:set中存放元素的类型,实际在底层存储<value, value>的键值对

Compare:仿函数;set中元素默认按照小于来比较(如果比较的方式不满意,可以自己去控制比较规则:自己写仿函数)

Alloc:set中元素空间的管理方式,使用STL提供的空间配置器 ( 内存池)

注意:在使用set时,需要包含头文件set


🌈set的构造


2d65d23f6d4748949b924e4057485923.png


拷贝都是深拷贝,要拷贝一棵树,代价很大


void testset2()
{
  set<int> set1;//空构造
  int num[] = { 1, 2, 3, 7, 9, 3, 10, 1 };
  //区间构造
  set<int> set2(num, num + sizeof(num) / sizeof(num[0]));
  //拷贝构造
  set<int> set3(set2);
  for (auto& e : set3) //打印结果看出set可以去重
  {
  cout << e << " ";
  }
  cout << endl;
}

0a2653c851af460fa595bd959398a8f1.png


🌈set的迭代器


此处和之前的容器差不多,所以就省略过,直接看图


函数说明 功能介绍

begin + end(重点) 获取第一个数据位置的, 获取最后一个数据的下一个位置的

cbegin() const 和 cend()const 无非就是针对const的版本,不可写

rbegin + rend 获取最后一个数据位置,获取第一个数据前一个位置

反向迭代器 同理

0a2653c851af460fa595bd959398a8f1.png

void test_set()
{
  //set<int> s;
  //s.insert(1);
  //s.insert(2);
  //s.insert(3);
  set<int> s = { 1, 2, 1, 6, 3, 8, 5 };
  //排序 + 去重
  set<int>::iterator it = s.begin();
  while (it != s.end())
  {
  cout << *it << " ";
  ++it;
  }
  cout << endl;
  //支持迭代器也就支持范围for了
  for (auto e : s)
  {
  cout << e << " ";
  }
  cout << endl;
}

0a2653c851af460fa595bd959398a8f1.png


如果我要整成降序的呢?


反向迭代器

仿函数: less—>greater

int a[] = { 1, 2, 1, 6, 3, 8, 5 };
  set<int, greater<int>> s(a, a + sizeof(a) / sizeof(int));


🌈set的常见修改操作

🥑find & erase


0a2653c851af460fa595bd959398a8f1.png


普通的寻找和删除当然没有什么问题!

但是特殊的呢?


我删除一个不存在的值呢?会怎么样?

所以写完find要判断一下是否真正的找到了,在才删除


set<int>::iterator pos = s.find(20);
  if (pos != s.end())
  {
  s.erase(pos);
  }


🥑count


0a2653c851af460fa595bd959398a8f1.png2d65d23f6d4748949b924e4057485923.png


但是count不是为此设计的!是为了和multiset保持接口的一致性,所以都设计了


提一嘴


🥑lower_bound 和 upper_bound


我想把某个范围的值都找到!


lower_bound :下限的意思,返回 >= val的值
upper_bound:上限的意思,返回 > val的值
  itlow = myset.lower_bound(35);//返回大于等于35的值   
  itup = myset.upper_bound(60);//返回大于60的值


0a2653c851af460fa595bd959398a8f1.png


3️⃣Multiset的用法

multiset容器与set容器实现和接口基本一致,唯一区别就是,multiset 允许键值冗余,即multiset容器当中存储的元素是可以重复的


代码展示:


void testset4()
{
  int a[] = { 1, 2, 1, 6, 3, 8, 5 };
  //允许键值冗余
  multiset<int> s(a, a + sizeof(a) / sizeof(int));
  for (auto e : s)
  {
  cout << e << " ";
  }
  cout << endl;
}


结果展示:


0a2653c851af460fa595bd959398a8f1.png


键值冗余之后,我们的find该怎么样找数据呢?


find时,如果有多个值,返回中序的第一个

void testset4()
{
  int a[] = { 1, 2, 1, 6, 3, 8, 5, 3};
  //允许键值冗余
  multiset<int> s(a, a + sizeof(a) / sizeof(int));
  //find时,如果有多个值,返回中序的第一个
  auto pos = s.find(3);
  while (pos != s.end())
  {
  cout << *pos << " ";
  ++pos;//这里的++ ,就是加到下一个的3的位置
  }
  cout << endl;
}

0a2653c851af460fa595bd959398a8f1.png


当然如果是要删除erase3的时候,肯定是删除所有的3!




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