【C++】关联式容器——map&set的使用(上)

简介: 【C++】关联式容器——map&set的使用(上)

1.关联式容器和键值对


1. 关联式容器

在之前的学习中,我们学习了vector,list,deque等容器,这些容器被统称为序列式容器,因为其底层是线性的数据结构,内部存放的是元素本身,那么关联式容器是什么呢?关联式容器也是用来存放数据的,只是关联式容器中存放数据是以<key,value>键值对的方式存储的,在数据检索的时候效率更高。

其实也可以理解成使用了更高级的数据结构,除了单纯的存储数据外,加上了一些特殊的存储逻辑。比如map和set就使用了二叉搜索树这种高级的数据结构。

STL中一共实现了两种不同类型的关联式容器:树形结构哈希结构

其中树形结构的容器有:map、multimap、set、multiset四个。其底层都是使用了**平衡搜索树(红黑树)**实现的,容器中的元素是一个有序的序列。


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keyvaluekey代表键值,value表示与key对应的信息。

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。

在SGI- STL中对于键值对pair的定义如下

template <class T1, class T2>
struct pair
{
  typedef T1 first_type;
  typedef T2 second_type;
  T1 first;   //key
  T2 second;  //value
  pair() : first(T1()), second(T2())  //默认构造
  {}
  pair(const T1& a, const T2& b) : first(a), second(b) //构造函数
  {}
};


其中一般使用first表示key,second表示value。

make_pair

按照一般的调用方式,如果我们想创建一个pair的匿对象,需要使用以下代码

pair<string,string>("apple","苹果");


写了这么长一串就是为了创建一个匿名的pair对象多少是有点麻烦的,所以干脆就封装出一个函数模版make_pair,用于快速创建出一个pair对象,使用方式

make_pair("apple","苹果");//调用此函数就返回一个pair对象


在底层,这个函数是这样实现的

template<class T1, class T2>
pair<T1,T2> make_pair(T1 first, T2 second)
{
    return (pair<T1,T2>(first,second));//本质上还是调用了pair的构造函数
}


2. 树形结构的关联式容器——set


首先还是老样子,挂一下set的使用文档

1cb365e42cd148f09ebfecc1365fdecc.png

上述的英文看起来可能对某些同学很吃力,所以我们总结一下


  1. set是按照特定顺序存储唯一元素的容器,里面不会出现重复的内容(可以用来去重)
  1. set虽然是采用了键值对的方式存储数据,但是在set中,key==value,可以对照二叉搜索树中的K模型来看。所以在插入数据时只需要插入value即可,不需要构造键值对。
  1. set中的元素一般是const修饰的,不能被修改,但是可以插入或者删除元素
  1. set中的数据的排序方式是可以自己传入的,默认使用的是仿函数less<T>。
  1. set通常比unordered_set更慢,通过其key访问单个元素,但允许根据其顺序对子集进行直接迭代。
  1. set中查找某个元素的时间复杂度为log2n


1. 模版参数列表

接下来我们来看看set的模版参数列表

86a55a21d810d530f063053843f43442.png

第一个参数是其内部存放元素类型,实际在其内部存放的是<value,value>键值对;第二个参数看到是Compare就知道是仿函数啦,这是用来决定set中数据的排序方式的,默认按照小于来排序;Alloc是set中元素空间的管理方式,默认使用STL提供的空间配置器。


2. 默认成员函数

1. 构造函数

cd128e0eb957fae6b9053da4a74a585a.png

set的构造方式就非常简洁,一个默认构造,一个迭代器区间构造,还有一个拷贝构造

void Test1()
{
    set<int> s1;//默认构造
    vector<int> v = {1,3,5,2,6,3,5,1};
    set<int> s2(v.begin(), v.end());//迭代器区间构造
    set<int> s3(s2);//拷贝构造
    cout << "s1:";
    for(auto e : s1)
    {
        cout << e << " ";
    }
    cout << endl;
    cout << "s2:";
    for(auto e : s2)
    {
        cout << e << " ";
    }
    cout << endl;
    cout << "s3:";
    for(auto e : s3)
    {
        cout << e << " ";
    }
    cout << endl;
}

825db3b0b29825393878dc3e6553bf74.png

2. 析构函数和赋值重载

很显然,在构造set对象的时候有资源申请,所以在析构函数的时候,需要进行资源释放。

析构函数和赋值重载的使用与其他容器非常相似,这里就不赘述了。

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