map和set的简单介绍

简介: map和set的简单介绍

由于博主的能力有限,所以为了方便大家对于map和set的学习,我放一个官方的map和set的链接供大家参考:

https://cplusplus.com/

在初阶阶段,我们已经接触过STL中的部分容器,比如:vector、list、deque,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

在二叉搜索树的应用中我们就了解到了kv,他们可以用于单词的翻译等,其实这里的k就是我们所说的键,而v就是值,他们是以键值对的形式存入容器的,而我们今天所学习的map就是kv结构

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。

为了方便大家的理解,我们在stl的源码中提取了对于键值对的定义:

我们从map的官方解释中可以看到,键值对的类型是 pair<const key,T>

源码中就是定义了pair的结构体

在结构体pair中两个成员,一个为 first,另一个为second,first就是我们所说的键key,second就是值value

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)
  {}
};
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

map的介绍
  1. 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。
  2. 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<const key, T> value_type;
  1. 在内部,map中的元素总是按照键值key进行比较排序的。
  2. 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)。
  3. 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。
  4. 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))。
map的使用

map的模板参数

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,set也一样

map的构造:

map的迭代器:

关于迭代器的使用我们依旧用代码来了解,更容易理解

map<string, string> mp;
  mp["插入"] = "insert";
  
  for (map<string, string>::iterator i = mp.begin(); i!=mp.end();i++)
  {
    cout << i->first << ":" << i->second << endl;
  }
  return 0;

map<string, string> mp;
mp["插入"] = "insert";
mp["删除"] = "pop";
mp["字符串"] = "string";
for (map<string, string>::reverse_iterator i = mp.rbegin(); i!=mp.rend();i++)
{
  cout << i->first << ":" << i->second << endl;
}

我们可以看到map的一个很有实用价值的点:

下标访问符号[]

它可以修改键值对,新增键值对,查找键值对

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。

insert函数:

map<string, string> mp;
mp["插入"] = "insert";
mp["删除"] = "pop";
mp["字符串"] = "string";
mp.insert(pair <string, string>("结束", "end"));
for (map<string, string>::iterator i = mp.begin(); i!=mp.end();i++)
{
  cout << i->first << ":" << i->second << endl;
}
return 0;

很多同学会有疑惑,为什么插入的键值对到第二个去了呢,不是 在最后一个吗,其实是因为插入后map根据key进行了自动的排序

erase函数:

erase函数可以根据key来删除指定的键值对

map<string, string> mp;
mp["插入"] = "insert";
mp["删除"] = "pop";
mp["字符串"] = "string";
mp.insert(pair <string, string>("结束", "end"));
mp.erase("结束");
for (map<string, string>::iterator i = mp.begin(); i!=mp.end();i++)
{
  cout << i->first << ":" << i->second << endl;
}
return 0;

find函数:

find函数可以根据key返回这个节点,如果找不到就返回cend

map<string, string> mp;
mp["插入"] = "insert";
mp["删除"] = "pop";
mp["字符串"] = "string";
mp.insert(pair <string, string>("结束", "end"));
mp.erase("结束");
for (map<string, string>::iterator i = mp.begin(); i!=mp.end();i++)
{
  cout << i->first << ":" << i->second << endl;
}
auto x=mp.find("删除");
cout << x->first << ":" << x->second << endl;
return 0;

count函数:

count函数能够根据key计算这个容器中的key的个数,要么是0,要么是1,就算是你后面插入也插入不进去

map<string, string> mp;
mp["插入"] = "insert";
mp["删除"] = "pop";
mp["字符串"] = "string";
mp.insert(pair <string, string>("结束", "end"));
mp.insert(pair<string, string>("字符串", "end"));
mp.erase("结束");
for (map<string, string>::iterator i = mp.begin(); i!=mp.end();i++)
{
  cout << i->first << ":" << i->second << endl;
}
cout << mp.count("字符串");
return 0;

总结:

  1. map中的的元素是键值对
  2. map中的key是唯一的,并且不能修改
  3. 默认按照小于的方式对key进行比较
  4. 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
  5. map的底层为平衡搜索树(红黑树),查找效率比较高
  6. 支持[]操作符,operator[]中实际进行插入查找。
multimap的介绍
  1. 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<key, value>,其中多个键值对之间的key是可以重复的。
  2. 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;
  3. 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。
  4. 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。
  5. multimap在底层用二叉搜索树(红黑树)来实现。

注意:multimap和map的唯一不同就是:map中的key是唯一的,而multimap中key是可以重复的。

并且map和mutimap的头文件都是一样的,但是multimap没有重载[]符号

set的介绍

set的简单介绍:

  1. set是按照一定次序存储元素的容器
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. set在底层是用二叉搜索树(红黑树)实现的。

这里还有几个需要注意的点:

  1. 与map/multimap不同,map/multimap中存储的是真正的键值对<key, value>,set中只放value,但在底层实际存放的是由<value, value>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中的元素不允许修改
  7. set中的底层使用二叉搜索树(红黑树)来实现。

set的使用

其实set的使用和map的区别不大,这里不做过多的讲解:

set<int> st;
st.insert(1);
st.insert(2);
st.insert(3);
st.insert(3);
st.insert(4);
for (set<int>::iterator i = st.begin(); i != st.end(); i++)
{
  cout << *i << endl;
}
return 0;

从本段代码的输出结果来看就知道set的去重效果了

我们可以用迭代器来排出一个有序的序列:

set<int> st;
st.insert(5);
st.insert(2);
st.insert(3);
st.insert(3);
st.insert(4);
for (set<int>::iterator i = st.begin(); i != st.end(); i++)
{
  cout << *i << endl;
}
return 0;

multiset的介绍
  1. 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。
  2. 在multiset中,元素的value也会识别它(因为multiset中本身存储的就是<value, value>组成的键值对,因此value本身就是key,key就是value,类型为T). multiset元素的值不能在容器中进行修改(因为元素总是const的),但可以从容器中插入或删除。
  3. 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。
  4. 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。
  5. multiset底层结构为二叉搜索树(红黑树)。

注意:

  1. multiset中再底层中存储的是<value, value>的键值对
  2. mtltiset的插入接口中只需要插入即可
  3. 与set的区别是,multiset中的元素可以重复,set是中value是唯一的
  4. 使用迭代器对multiset中的元素进行遍历,可以得到有序的序列
  5. multiset中的元素不能修改
  6. multiset的作用:可以对元素进行排序

其实set和multiset的区别就在于multiset可以有相同的元素,并且他的底层实现是存储<value, value>的键值对,而set是<key, value>的键值对

multiset<int> st;
st.insert(5);
st.insert(2);
st.insert(3);
st.insert(3);
st.insert(4);
for (multiset<int>::iterator i = st.begin(); i != st.end(); i++)
{
  cout << *i << endl;
}
return 0;

好了,今天的分享到这里就结束了,感谢大家的支持!

相关文章
|
13天前
|
存储 JavaScript 索引
js开发:请解释什么是ES6的Map和Set,以及它们与普通对象和数组的区别。
ES6引入了Map和Set数据结构。Map的键可以是任意类型且有序,与对象的字符串或符号键不同;Set存储唯一值,无重复。两者皆可迭代,支持for...of循环。Map有get、set、has、delete等方法,Set有add、delete、has方法。示例展示了Map和Set的基本操作。
29 3
|
6天前
|
C++ 容器
【C++】红黑树模拟实现STL中的map与set
【C++】红黑树模拟实现STL中的map与set
|
6天前
|
算法 测试技术 C++
【C++】map&set的底层结构 -- AVL树(高度平衡二叉搜索树)(下)
【C++】map&set的底层结构 -- AVL树(高度平衡二叉搜索树)(下)
|
6天前
|
C++ 容器
【C++】map&set的底层结构 -- AVL树(高度平衡二叉搜索树)(上)
【C++】map&set的底层结构 -- AVL树(高度平衡二叉搜索树)(上)
|
6天前
|
存储 C++ 容器
【C++】Map和Set -- 详解(下)
【C++】Map和Set -- 详解(下)
|
4天前
|
存储 自然语言处理 Java
数据结构-Java Map 和 Set-2
数据结构-Java Map 和 Set
6 0
|
4天前
|
Java
数据结构-Java Map 和 Set-1
数据结构-Java Map 和 Set
13 0
|
6天前
|
存储 自然语言处理 C++
【C++】Map和Set -- 详解(上)
【C++】Map和Set -- 详解(上)
|
6天前
|
存储 C++ 容器
【STL】map和set的原理及其使用
【STL】map和set的原理及其使用
|
11天前
|
JavaScript 前端开发 Java
ES6 逐点突破系列 -- Set Map,工作感悟,完美收官
ES6 逐点突破系列 -- Set Map,工作感悟,完美收官