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map和set的使用和实现(C++)

1.set类的定义:

T是底层关键字类型,后面两个模板参数可以不用传,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。

1.1 set的构造

1.2 set的增删查:

以下是使用比较高频的函数接口:
函数名称定义
insert()插入一个元素到set容器
erase()按键值或者迭代器删除一个或者一段元素
clear()清空set中所有元素
find()查找一个元素,并返回他的迭代器
count()统计键值的个数,结果只能是0或者1

代码演示:

1.3 multiset和set的差异

multiset和set的使⽤基本完全类似,主要区别点在于multiset⽀持值冗余,那insert/find/count/erase都围绕着⽀持值冗余有所差异,具体参看下⾯的样例代码理解。

2.map系列的使用

2.1 set的介绍

map的声明如下,Key就是map底层关键字的类型,T是map底层value的类型,set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底层是⽤红⿊树实现,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。

2.2 pair类型的介绍

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。

2.3map的构造

map的构造我们关注以下⼏个接⼝即可。
map的⽀持正向和反向迭代遍历,遍历默认按key的升序顺序,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,map⽀持修改value数据,不⽀持修改key数据,修改关键 字数据,破坏了底层搜索树的结构。

2.4 map增删查函数的使用

函数接口使用说明
inser()插入一个还或者一段值
find()查找值
count()查找k值,返回值的k个数
erase()删除一个或者一段值

2.5 map的数据修改

前⾯我提到map⽀持修改mapped_type 数据,不⽀持修改key数据,修改关键字数据,破坏了底层搜 索树的结构。
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 还有⼀个⾮常重要的修改接⼝operator[],但是operator[]不仅仅⽀持修改,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
需要注意从内部实现⻆度,map这⾥把我们传统说的value值,给的是T类型,typedef为 mapped_type。⽽value_type是红⿊树结点中存储的pair键值对值。⽇常使⽤我们还是习惯将这⾥的 T映射值叫做value。

下面我们来着重讲一下find(),insert(),operator[]函数:

2.5.1 find():

iterator find (const key_type& k);
/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

2.5.2 insert():

pair<iterator,bool> insert (const value_type& val);
 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
firstkey所在结点的迭代器,secondfalse
 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,secondtrue
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可以⽤来实现
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>

2.5.3 operator[]

mapped_type& operator[] (const key_type& k);
1、如果k不在map中,insert会插⼊kmapped_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kmap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

内在实现:

2.6 multimap和map的差异

multimap和map的使⽤基本完全类似,主要区别点在于multimap⽀持关键值key冗余,那么
insert/find/count/erase都围绕着⽀持关键值key冗余有所差异,这⾥跟set和multiset完全⼀样,⽐如
find时,有多个key,返回中序第⼀个。其次就是multimap不⽀持[],因为⽀持key冗余,[]就只能⽀
持插⼊了,不能⽀持修改。

3.map和set的底层实现完整代码

mymap.h

myset.h

RBTree.h

期待下次见面!

http://www.dtcms.com/a/395521.html

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