【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!




相关文章
|
6月前
|
存储 JavaScript Java
(Python基础)新时代语言!一起学习Python吧!(四):dict字典和set类型;切片类型、列表生成式;map和reduce迭代器;filter过滤函数、sorted排序函数;lambda函数
dict字典 Python内置了字典:dict的支持,dict全称dictionary,在其他语言中也称为map,使用键-值(key-value)存储,具有极快的查找速度。 我们可以通过声明JS对象一样的方式声明dict
401 1
|
9月前
|
存储 缓存 JavaScript
Set和Map有什么区别?
Set和Map有什么区别?
625 1
|
6月前
|
存储 算法 容器
set_map的实现+set/map加持秒杀高频算法题锻炼算法思维
`set`基于红黑树实现,支持有序存储、自动去重,增删查效率为O(logN)。通过仿函数可自定义排序规则,配合空间配置器灵活管理内存。不支持修改元素值,迭代器失效需注意。`multiset`允许重复元素。常用于去重、排序及查找场景。
|
10月前
|
存储 JavaScript 前端开发
for...of循环在遍历Set和Map时的注意事项有哪些?
for...of循环在遍历Set和Map时的注意事项有哪些?
682 156
|
编译器 C++ 容器
【c++丨STL】基于红黑树模拟实现set和map(附源码)
本文基于红黑树的实现,模拟了STL中的`set`和`map`容器。通过封装同一棵红黑树并进行适配修改,实现了两种容器的功能。主要步骤包括:1) 修改红黑树节点结构以支持不同数据类型;2) 使用仿函数适配键值比较逻辑;3) 实现双向迭代器支持遍历操作;4) 封装`insert`、`find`等接口,并为`map`实现`operator[]`。最终,通过测试代码验证了功能的正确性。此实现减少了代码冗余,展示了模板与仿函数的强大灵活性。
345 2
|
10月前
|
存储 C++ 容器
unordered_set、unordered_multiset、unordered_map、unordered_multimap的介绍及使用
unordered_set是不按特定顺序存储键值的关联式容器,其允许通过键值快速的索引到对应的元素。在unordered_set中,元素的值同时也是唯一地标识它的key。在内部,unordered_set中的元素没有按照任何特定的顺序排序,为了能在常数范围内找到指定的key,unordered_set将相同哈希值的键值放在相同的桶中。unordered_set容器通过key访问单个元素要比set快,但它通常在遍历元素子集的范围迭代方面效率较低。它的迭代器至少是前向迭代器。前向迭代器的特性。
556 0
|
10月前
|
编译器 C++ 容器
用一棵红黑树同时封装出map和set
再完成上面的代码后,我们的底层代码已经完成了,这时候已经是一个底层STL的红黑树了,已经已符合库里面的要求了,这时候我们是需要给他穿上对应的“衣服”,比如穿上set的“衣服”,那么这个穿上set的“衣服”,那么他就符合库里面set的要求了,同样map一样,这时候我们就需要实现set与map了。因此,上层容器map需要向底层红黑树提供一个仿函数,用于获取T当中的键值Key,这样一来,当底层红黑树当中需要比较两个结点的键值时,就可以通过这个仿函数来获取T当中的键值了。我们就可以使用仿函数了。
148 0
|
10月前
|
存储 编译器 容器
set、map、multiset、multimap的介绍及使用以及区别,注意事项
set是按照一定次序存储元素的容器,使用set的迭代器遍历set中的元素,可以得到有序序列。set当中存储元素的value都是唯一的,不可以重复,因此可以使用set进行去重。set默认是升序的,但是其内部默认不是按照大于比较,而是按照小于比较。set中的元素不能被修改,因为set在底层是用二叉搜索树来实现的,若是对二叉搜索树当中某个结点的值进行了修改,那么这棵树将不再是二叉搜索树。
354 0
|
编译器 容器
哈希表模拟封装unordered_map和unordered_set
哈希表模拟封装unordered_map和unordered_set

热门文章

最新文章