【C++】-- STL之map和set详解(一)

简介: 【C++】-- STL之map和set详解

一、关联式容器和键值对

1.关联式容器

前面的STL的容器,如vector、list、deque等都是序列式容器,因为

(1)底层的数据结构是线性的

(2)存储的是元素本身

(3)数据和数据之间没有关联

关联式容器也是用来存储数据的, 不过里面存储的是键值对,数据检索时,效率比序列式容器高。STL有两种关联式容器:树形结构和哈希结构。树形结构的关联式容器有4种:set、map 、multiset、mapltimap,它们的底层都是平衡搜索树(红黑树)。

2.键值对

用来表示具有一一对应关系的结构,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:英汉互译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一一对应,即通过该英文单词,在词典中就可以找到与其对应的中文含义。

二、set

1.set特点

set是按照一定次序存储元素的容器,它有以下特点:

(1)在set中,用value标识元素(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。

(2)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。

(3)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。

(4)set在底层是用二叉搜索树(红黑树)实现的。

注意:

(1)与map/multimap不同,map/multimap中存储的是真正的键值对,set中只放value,但在底层实际存放的是由构成的键值对。

(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:

(7)set中的元素不允许修改,因为底层的二叉搜索树是有序的,如果修改了元素,会破坏有序的性质

(8)set中的底层使用二叉搜索树(红黑树)来实现

2.set类

(1) set类对象构造

1. template < class T,                        // set::key_type/value_type  元素的类型
2. class Compare = less<T>,        // set::key_compare/value_compare 比较方式,默认小于
3. class Alloc = allocator<T>      // set::allocator_type  使用STL提供的空间配置器管理方式
4.            > class set;
5. 
6. //构造set
7. explicit set (const key_compare& comp = key_compare(),
8. const allocator_type& alloc = allocator_type());
9. template <class InputIterator>
10. 
11. //使用迭代器区间构造set
12. set (InputIterator first, InputIterator last,
13. const key_compare& comp = key_compare(),
14. const allocator_type& alloc = allocator_type());
15. 
16. //拷贝构造set
17. set (const set& x);

创建set对象:

1. #define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS  1
2. #include<iostream>
3. using namespace std;
4. 
5. int main()
6. {
7.  set<int> s;//创建一个set对象s
8. //向s中插入元素
9. 
10. set<int> s1(s.begin(),s.end());//用s的区间构造s1
11. set<int> s2(s1);//用s1拷贝构造s2
12. 
13.   return 0;
14. }

(2)insert插入

1.  s.insert(6);
2.  s.insert(2);
3.  s.insert(5);
4.  s.insert(8);
5.  s.insert(5);

set的作用:排序+去重

(3)set遍历

①迭代器遍历:

正向迭代器遍历:

1. iterator begin();//正向迭代器
2. const_iterator begin() const;//正向const迭代器
1. //set 排序+去重
2.  //遍历1:
3.  set<int>::iterator it= s.begin();
4.  while (it != s.end())
5.  {
6.    cout << *it << " ";
7.    it++;
8.  }
9.  cout << endl;

打印结果:

反向迭代器遍历:

1. reverse_iterator rbegin();//反向迭代器
2. const_reverse_iterator rbegin() const;//反向const迭代器
1.  set<int>::reverse_iterator it= s.rbegin();
2.  while (it != s.rend())
3.  {
4.    cout << *it << " ";
5.    it++;
6.  }
7.  cout << endl;

打印是倒序的:

②范围for遍历

1.     set<string> s1;
2.  s1.insert("spring");
3.  s1.insert("summer");
4.  s1.insert("autumn");
5.  s1.insert("winter");  
6. 
7. for (const auto& e : s1)//如果不加引用,s1中的每个元素都是深拷贝,每次都要调用拷贝构造,代价大
8.  {
9.    cout << e << " ";
10.   }
11.   cout << endl;

打印结果:

(4)find查找

iterator find (const value_type& val) const;//找到了就返回这个元素的迭代器,否则返回end

如:

1.     set<string>::iterator ret = s1.find("autumn");
2.  if (ret != s1.end())
3.  {
4.    cout << *ret << endl;
5.  }
6.  else
7.  {
8.    cout << "没找到" << endl;
9.  }

(5)erase删除

1. void erase (iterator position);//删除指定位置元素
2. size_type erase (const value_type& val);//从set中删除指定的值
3. void erase (iterator first, iterator last);//删除指定区间

①删除指定位置元素:

删除元素5:

1.  set<int> s;
2.  s.insert(6);
3.  s.insert(2);
4.  s.insert(5);
5.  s.insert(8);
6.  s.insert(5);
7. 
8.  set<int>::iterator ret = s.find(5);
9.  if (ret != s.end())
10.   {
11.     s.erase(ret);
12.   }
13. 
14.   for (auto e : s)
15.   {
16.     cout << e << " ";
17.   }
18.   cout << endl;

②删除指定值元素

删除值为8的元素:

1.  set<int> s;
2.  s.insert(6);
3.  s.insert(2);
4.  s.insert(5);
5.  s.insert(8);
6.  s.insert(5);
7. 
8.  //删除值为8的元素
9.  s.erase(8);
10. 
11.   for (auto e : s)
12.   {
13.     cout << e << " ";
14.   }
15.   cout << endl;

③删除指定区间

删除5之前的元素:

1.  set<int> s;
2.  s.insert(6);
3.  s.insert(2);
4.  s.insert(5);
5.  s.insert(8);
6.  s.insert(5);
7. 
8.  //删除5之前的元素
9.  set<int>::iterator ret = s.find(5);
10.   s.erase(s.begin(), ret);
11. 
12.   for (auto e : s)
13.   {
14.     cout << e << " ";
15.   }
16.   cout << endl;

(6)计数count( )

计算set中值为val的元素的个数:

size_type count (const value_type& val) const;//计算set中值为val的元素的个数

由于set中的元素不重复,因此,set的count的计算结果≤1。

计算s中值为5的元素的个数:

1.  set<int> s;
2. 
3.  s.insert(6);
4.  s.insert(2);
5.  s.insert(5);
6.  s.insert(8);
7.  s.insert(5);
8. 
9.  cout << s.count(5) << endl;

(7)交换swap( )

交换*this和x的根

void swap (set& x);
1.  set<int> s;
2.  s.insert(6);
3.  s.insert(2);
4.  s.insert(5);
5.  s.insert(8);
6.  s.insert(5);
7. 
8.  cout << "交换前s: ";
9.  for (auto e : s)
10.   {
11.     cout << e << " ";
12.   }
13.   cout << endl;
14. 
15.   set<int> s1;
16.   s1.insert(12);
17.   s1.insert(18);
18.   s1.insert(16);
19.   s1.insert(11);
20.   s1.insert(13);
21. 
22.   cout << "交换前s1: ";
23.   for (auto e : s1)
24.   {
25.     cout << e << " ";
26.   }
27.   cout << endl;
28. 
29.   //s.swap(s1);
30.   swap(s, s1);
31. 
32.   cout << "交换后s: ";
33.   for (auto e : s)
34.   {
35.     cout << e << " ";
36.   }
37.   cout << endl;
38. 
39.   cout << "交换后s1: ";
40.   for (auto e : s1)
41.   {
42.     cout << e << " ";
43.   }
44.   cout << endl;

如果将

s.swap(s1);

写成

swap(s,s1);

那么就会从交换根变成深拷贝。

(8)判空empty( )

判断set是否为空:

bool empty() const;

判断s是否为空:

cout << s.empty() << endl;

0表示不为空:

(9)求set的元素个数size( )

求set的元素个数:

size_type size() const;

求s的元素个数:

cout << s.size() << endl;

(10)清空所有元素clear( )

清空set中的元素:

void clear();

清空s中的所有元素:

1.  s.clear();
2. 
3.  for (auto e : s)
4.  {
5.    cout << e << " ";
6.  }
7.  cout << endl;


相关文章
|
6天前
|
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
44 1
|
3月前
|
存储 缓存 JavaScript
Set和Map有什么区别?
Set和Map有什么区别?
282 1
|
14天前
|
缓存 算法 程序员
C++STL底层原理:探秘标准模板库的内部机制
🌟蒋星熠Jaxonic带你深入STL底层:从容器内存管理到红黑树、哈希表,剖析迭代器、算法与分配器核心机制,揭秘C++标准库的高效设计哲学与性能优化实践。
C++STL底层原理:探秘标准模板库的内部机制
|
4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?
270 121
|
7月前
|
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。
191 2
|
4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。
195 0
|
4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。
51 0
|
4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。
206 0
|
8月前
|
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