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C++的常用容器嵌套

news 来源：原创 2025/5/10 13:16:14

在 C++ 中，数据结构之间的嵌套是非常常见的，尤其是在处理复杂数据时。以下是几种最常用的数据结构嵌套方式及其典型应用场景的总结：

1. `std::vector` 嵌套 `std::vector`

定义：std::vector<std::vector<T>>。
用途：表示二维数组或矩阵。

示例：

#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<std::vector<int>> matrix = {
        {1, 2, 3},
        {4, 5, 6},
        {7, 8, 9}
    };

    // 遍历二维 vector
    for (const auto& row : matrix) {
        for (int value : row) {
            std::cout << value << " ";
        }
        std::cout << std::endl;
    }

    return 0;
}

输出：
```
1 2 3 
4 5 6 
7 8 9 
```

2. `std::map` 嵌套 `std::vector`

定义：std::map<Key, std::vector<T>>。
用途：表示键到一组值的映射（例如，一个班级中每个学生的成绩列表）。

示例：

#include <iostream>
#include <map>
#include <vector>

int main() {
    std::map<std::string, std::vector<int>> studentGrades = {
        {"Alice", {90, 85, 88}},
        {"Bob", {78, 82, 80}},
        {"Charlie", {95, 91, 89}}
    };

    // 遍历 map 中的 vector
    for (const auto& [name, grades] : studentGrades) {
        std::cout << name << ": ";
        for (int grade : grades) {
            std::cout << grade << " ";
        }
        std::cout << std::endl;
    }

    return 0;
}

输出：

Alice: 90 85 88 
Bob: 78 82 80 
Charlie: 95 91 89

3. `std::vector` 嵌套 `std::map`

定义：std::vector<std::map<Key, Value>>。
用途：表示一组键值对集合（例如，多个学生的属性集合）。

示例：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <map>

int main() {
    std::vector<std::map<std::string, std::string>> students = {
        {{"name", "Alice"}, {"age", "20"}},
        {{"name", "Bob"}, {"age", "21"}},
        {{"name", "Charlie"}, {"age", "22"}}
    };

    // 遍历 vector 中的 map
    for (const auto& student : students) {
        for (const auto& [key, value] : student) {
            std::cout << key << ": " << value << " ";
        }
        std::cout << std::endl;
    }

    return 0;
}

输出：

name: Alice age: 20 
name: Bob age: 21 
name: Charlie age: 22

4. `std::map` 嵌套 `std::map`

定义：std::map<Key1, std::map<Key2, Value>>。
用途：表示多层键值对映射（例如，城市到区域到人口数量的映射）。

示例：

#include <iostream>
#include <map>

int main() {
    std::map<std::string, std::map<std::string, int>> cityPopulation = {
        {"New York", {{"Manhattan", 1600000}, {"Brooklyn", 2600000}}},
        {"Los Angeles", {{"Downtown", 500000}, {"Hollywood", 200000}}}
    };

    // 遍历嵌套的 map
    for (const auto& [city, areas] : cityPopulation) {
        std::cout << city << ":\n";
        for (const auto& [area, population] : areas) {
            std::cout << "  " << area << ": " << population << "\n";
        }
    }

    return 0;
}

输出：

New York:
  Manhattan: 1600000
  Brooklyn: 2600000
Los Angeles:
  Downtown: 500000
  Hollywood: 200000

5. `std::vector` 嵌套 `std::pair`

定义：std::vector<std::pair<T1, T2>>。
用途：表示一组键值对（例如，存储多个学生的姓名和年龄）。

示例：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <utility>  // 包含 std::pair

int main() {
    std::vector<std::pair<std::string, int>> students = {
        {"Alice", 20},
        {"Bob", 21},
        {"Charlie", 22}
    };

    // 遍历 vector 中的 pair
    for (const auto& [name, age] : students) {
        std::cout << name << ": " << age << std::endl;
    }

    return 0;
}

输出：
```
Alice: 20
Bob: 21
Charlie: 22
```

6. `std::map` 嵌套 `std::pair`

定义：std::map<Key, std::pair<T1, T2>>。
用途：表示键到一对值的映射（例如，学生姓名到年龄和成绩的映射）。

示例：

#include <iostream>
#include <map>
#include <utility>  // 包含 std::pair

int main() {
    std::map<std::string, std::pair<int, int>> studentInfo = {
        {"Alice", {20, 90}},
        {"Bob", {21, 85}},
        {"Charlie", {22, 95}}
    };

    // 遍历 map 中的 pair
    for (const auto& [name, info] : studentInfo) {
        std::cout << name << ": Age = " << info.first << ", Grade = " << info.second << std::endl;
    }

    return 0;
}

输出：

Alice: Age = 20, Grade = 90
Bob: Age = 21, Grade = 85
Charlie: Age = 22, Grade = 95

7. `std::set` 嵌套 `std::vector`

定义：std::set<std::vector<T>>。
用途：表示一组唯一的向量（例如，存储唯一的路径或组合）。

示例：

#include <iostream>
#include <set>
#include <vector>

int main() {
    std::set<std::vector<int>> uniqueVectors = {
        {1, 2, 3},
        {4, 5, 6},
        {1, 2, 3}  // 重复，不会被插入
    };

    // 遍历 set 中的 vector
    for (const auto& vec : uniqueVectors) {
        for (int value : vec) {
            std::cout << value << " ";
        }
        std::cout << std::endl;
    }

    return 0;
}