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set和map使用

news 2025/8/3 21:54:21

1.序列式容器和关联式容器

部分容器如：string、vector、list、deque、array、forward_list等，这些容器统称为序列式容器，因为逻辑结构为线性序列的数据结构，两个位置存储的值之间一般没有紧密的关联关系，顺序容器中的元素是按他们在容器中的存储位置来顺序保存和访问的。

关联式容器也是来存储数据的，与序列式容器不同的是，关联式容器逻辑结构通常是非线性结构，两个位置有紧密的关联关系，交换一下，他的存储结构就被破坏了。顺序容器中的元素是按关键字来保存和访问的。关联式容器有map/set系列和unordered_map/unordered_set系列

2. set系列的使用

2.1set和multiset参考文档

set - C++ Reference

2.2 set类的介绍

template < class T,                        // set::key_type/value_typeclass Compare = less<T>,        // set::key_compare/value_compareclass Alloc = allocator<T>      // set::allocator_type> class set;

T就是set底层关键字的类型
set默认要求T支持小于比较，如果不支持或者想按自己的需求可以自行实现仿函数传给第二个模版参数
set底层存储数据的内存是从空间配置器申请的，如果需要可以自己实现内存池，传给第三个参数
一般情况下，都不需要传后两个模版参数
set底层是用红黑树实现，增删查效率是O(logN) ，迭代器遍历是走的搜索树的中序，所以是有序的

2.3 set的构造和迭代器

set的支持正向和反向迭代遍历，遍历默认按升序顺序，因为底层是二叉搜索树，迭代器遍历走的中序。支持迭代器就意味着支持范围for，不支持迭代器修改数据，修改关键字数据，破坏了底层搜索树的结构

// empty (1) ⽆参默认构造 
explicit set (const key_compare& comp = key_compare(),const allocator_type& alloc = allocator_type());
// range (2) 迭代器区间构造 
template <class InputIterator>set (InputIterator first, InputIterator last,const key_compare& comp = key_compare(),const allocator_type& = allocator_type());// copy (3) 拷⻉构造 
set (const set& x);
// initializer list (5) initializer 列表构造 
set (initializer_list<value_type> il,const key_compare& comp = key_compare(),const allocator_type& alloc = allocator_type());// 迭代器是⼀个双向迭代器 
iterator -> a bidirectional iterator to const value_type
// 正向迭代器 
iterator begin();
iterator end();
// 反向迭代器 
reverse_iterator rbegin();
reverse_iterator rend();

2.4 set的增删查

// 单个数据插⼊，如果已经存在则插⼊失败 
pair<iterator,bool> insert (const value_type& val);
// 列表插⼊，已经在容器中存在的值不会插⼊ 
void insert (initializer_list<value_type> il);
// 迭代器区间插⼊，已经在容器中存在的值不会插⼊ 
template <class InputIterator>
void insert (InputIterator first, InputIterator last);
// 查找val，返回val所在的迭代器，没有找到返回end() 
iterator find (const value_type& val);
// 查找val，返回Val的个数 
size_type count (const value_type& val) const;
// 删除⼀个迭代器位置的值 
iterator erase (const_iterator position);
// 删除val，val不存在返回0，存在返回1 
size_type erase (const value_type& val);
// 删除⼀段迭代器区间的值 
iterator erase (const_iterator first, const_iterator last);
// 返回⼤于等val位置的迭代器 
iterator lower_bound (const value_type& val) const;
// 返回⼤于val位置的迭代器 
iterator upper_bound (const value_type& val) const;

2.5样例

int main()
{// 去重+升序排序 set<int> s;// 去重+降序排序（给⼀个⼤于的仿函数） //set<int, greater<int>> s;s.insert(5);s.insert(2);s.insert(7);s.insert(5);//set<int>::iterator it = s.begin();auto it = s.begin();while (it != s.end()){// error : “it”: 不能给常量赋值 // *it = 1;cout << *it << " ";++it;}cout << endl;// 插⼊⼀段initializer_list列表值，已经存在的值插⼊失败 s.insert({ 2,8,3,9 });for (auto e : s){cout << e << " ";}cout << endl;set<string> strset = { "sort", "insert", "add" };// 遍历string⽐较ascll码⼤⼩顺序遍历的 for (auto& e : strset){cout << e << " ";}cout << endl;
}

删除区间值

// 返回 >= 30 auto itlow = myset.lower_bound(30);// 返回 > 60 auto itup = myset.upper_bound(60);// 删除这段区间的值 myset.erase(itlow, itup);for (auto e : myset){cout << e << " ";}cout << endl;

2.7 multiset和set的差异

区别点在于multiset支持值冗余

insert：插入只排序，但是不去重
find：当查找值x有多个时，返回中序第一个
count：返回x的实际个数
erase：删除所有的x

2.8 set例题

1) 两个数的交集

349. 两个数组的交集 - 力扣（LeetCode）

思路：两个数组依次比较，小的++，相等就是交集，其中一个数组结束就是比较完成

2) 环形链表

142. 环形链表 II - 力扣（LeetCode）

思路：将链表节点依次放入并检查，当出现相同节点时，则有环

3. map系列的使用

3.1 map和multimap参考文档

<map> - C++ Reference

3.2 map类介绍

template < class Key,                                     // map::key_typeclass T,                                       // map::mapped_typeclass Compare = less<Key>,                     // map::key_compareclass Alloc = allocator<pair<const Key,T> >    // map::allocator_type> class map;

T是map底层value的类型
默认要求Key支持小于比较，如果不⽀持或者需要的话可以自行实现仿函数传给第二个模版参数，map底层存储数据的内存是从空间配置器申请的。
⼀般情况下，我们都不需要传后两个模版参数
map底层用红黑树实现，增删查改效率是O(logN) ，迭代器遍历是走的中序，所以是按key有序顺序遍历的

3.3 pair类型介绍

map底层的红黑树节点中的数据，使用pair<Key,T>存储键值对数据

typedef pair<const Key, T> value_type;
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){}template<class U, class V>pair(const pair<U, V>& pr) : first(pr.first), second(pr.second){}
};
template <class T1, class T2>
inline pair<T1, T2> make_pair(T1 x, T2 y)
{return (pair<T1, T2>(x, y));
}

3.4 map的构造

map支持修改value数据，不支持修改key数据

// empty (1) ⽆参默认构造 
explicit map(const key_compare& comp = key_compare(),const allocator_type& alloc = allocator_type());
// range (2) 迭代器区间构造 
template <class InputIterator>
map(InputIterator first, InputIterator last,const key_compare& comp = key_compare(),const allocator_type & = allocator_type());
// copy (3) 拷⻉构造 
map(const map& x);
// initializer list (5) initializer 列表构造 
map(initializer_list<value_type> il,const key_compare & comp = key_compare(),const allocator_type & alloc = allocator_type());// 迭代器是⼀个双向迭代器 
iterator->a bidirectional iterator to const value_type
// 正向迭代器 
iterator begin();
iterator end();
// 反向迭代器 
reverse_iterator rbegin();
reverse_iterator rend();

3.5 map的增删查

插入pair键值对据，但是查和删的接口只用关键字key跟set是完全类似的，不过find返回iterator，不仅仅可以确认key在不在，还找到key映射的value，同时通过迭代还可以修改value

key_type->The first template parameter(Key)
mapped_type->The second template parameter(T)
value_type->pair<const key_type, mapped_type>// 单个数据插⼊，如果已经key存在则插⼊失败,key存在相等value不相等也会插⼊失败 
pair<iterator, bool> insert(const value_type& val);// 列表插⼊，已经在容器中存在的值不会插⼊ 
void insert(initializer_list<value_type> il);
// 迭代器区间插⼊，已经在容器中存在的值不会插⼊ 
template <class InputIterator>
void insert(InputIterator first, InputIterator last);
// 查找k，返回k所在的迭代器，没有找到返回end() 
iterator find(const key_type& k);
// 查找k，返回k的个数 
size_type count(const key_type& k) const;
// 删除⼀个迭代器位置的值 
iterator erase(const_iterator position);
// 删除k，k存在返回0，存在返回1 
size_type erase(const key_type& k);
// 删除⼀段迭代器区间的值 
iterator erase(const_iterator first, const_iterator last);
// 返回⼤于等k位置的迭代器 
iterator lower_bound(const key_type & k);
// 返回⼤于k位置的迭代器 
const_iterator lower_bound(const key_type& k) const

3.6 map的数据修改

map第一个支持修改的方式时通过迭代器，迭代器遍历时或者find返回key所在的iterator修改，map 还有一个重要的修改接口operator[]，但是operator[]不仅支持修改，还支持插入数据和查找数据，所以他是一个多功能复合接口

key_type -> The first template parameter (Key)
mapped_type -> The second template parameter (T)
value_type -> pair<const key_type,mapped_type>// 查找k，返回k所在的迭代器，没有找到返回end()，如果找到了通过iterator可以修改key对应的
mapped_type值 
iterator find (const key_type& k);

// insert插⼊⼀个pair<key, T>对象 // 1、如果key已经在map中，插⼊失败，则返回⼀个pair<iterator,bool>对象，返回pair对象
//first是key所在结点的迭代器，second是false // 2、如果key不在在map中，插⼊成功，则返回⼀个pair<iterator,bool>对象，返回pair对象
//first是新插⼊key所在结点的迭代器，second是true // 也就是说⽆论插⼊成功还是失败，返回pair<iterator,bool>对象的first都会指向key所在的迭
//代器 
// 那么也就意味着insert插⼊失败时充当了查找的功能，正是因为这⼀点，insert可以⽤来实
//operator[]// 需要注意的是这⾥有两个pair，不要混淆了，⼀个是map底层红⿊树节点中存的pair<key, T>
//另⼀个是insert返回值pair<iterator,bool> pair<iterator,bool> insert (const value_type& val);
mapped_type& operator[] (const key_type& k);

// operator的内部实现 
mapped_type& operator[] (const key_type& k)
{// 1、如果k不在map中，insert会插⼊k和mapped_type默认值，同时[]返回结点中存储
//mapped_type值的引⽤，那么我们可以通过引⽤修改返映射值。所以[]具备了插⼊+修改功能 // 2、如果k在map中，insert会插⼊失败，但是insert返回pair对象的first是指向key结点的
//迭代器，返回值同时[]返回结点中存储mapped_type值的引⽤，所以[]具备了查找+修改的功能 pair<iterator, bool> ret = insert({ k, mapped_type() });iterator it = ret.first;return it->second;
}

3.7 使用样例

// initializer_list
//构造及遍历 
map<string, string> dict = { {"left", "左边"}, {"right", "右边"},
{"insert", "插⼊"},{ "string", "字符串" } };//map<string, string>::iterator it = dict.begin();
auto it = dict.begin();
while (it != dict.end())
{//cout << (*it).first <<":"<<(*it).second << endl;// map的迭代基本都使⽤operator->,这⾥省略了⼀个-> // 第⼀个->是迭代器运算符重载，返回pair*，第⼆个箭头是结构指针解引⽤取pair数据//cout << it.operator->()->first << ":" << it.operator->()-
> second << endl;cout << it->first << ":" << it->second << endl;++it;
}
cout << endl;

// insert插⼊pair对象的4种方式pair<string, string> kv1("first", "第⼀个");
dict.insert(kv1);
dict.insert(pair<string, string>("second", "第⼆个"));
dict.insert(make_pair("sort", "排序"));
dict.insert({ "auto", "⾃动的" });// "left"已经存在，插⼊失败 
dict.insert({ "left", "左边，剩余" });

//operator[]的使用int main()
{map<string, string> dict;dict.insert(make_pair("sort", "排序"));// key不存在->插⼊ {"insert", string()} dict["insert"];// 插⼊+修改 dict["left"] = "左边";// 修改 dict["left"] = "左边、剩余";// key存在->查找 cout << dict["left"] << endl;return 0;
}