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前面我们已经学习了一种新的容器map和set，这一篇博客我们来看看如何使用map和set在我们的算法题目中大放光彩，准备好了吗~我们发车去探索C++的奥秘啦~🚗🚗🚗🚗🚗🚗

目录

仿函数

前面K个高频单词

解法一：仿函数+排序

        解法二：map和multimap的极致使用

单词识别

随机链表的复制

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仿函数

        在正式开始题目练习之前，我们首先来看看仿函数的概念，在后面我们会进行使用~

        仿函数（Functor）是C++中的一种设计模式，通过将函数功能封装在类中并重载operator()实现。它使得类对象可以像函数一样被调用，兼具函数的灵活性与类的封装性。仿函数能够包含状态信息，在多次调用间保持特定状态，适用于需要自定义行为或优化性能的场合。本质上仿函数是实现了一个重载了[ ]的类~

我们可以来看看下面的代码：

//定义一个仿函数，实现两个整数加法
class Add
{
public:int operator()(int a, int b){return a + b;}
};int main()
{Add add;cout << add(4, 6) << endl;return 0;
}

有了这样一个仿函数，我们就可以像函数调用一样，使用一个类对象，通过仿函数，可以定义自定义的比较、排序、查找等行为~

再比如下面的代码（我们希望使用算法库里面的sort来实现降序，但是算法库默认是升序的，这个时候我们就可以提供仿函数）

#include<algorithm>
//定义一个仿函数，进行两个整型的比较
class Compare
{
public:bool operator()(int a, int b){return a > b;//我们希望是降序，前面的大于后面的}
};int main()
{vector<int> v = { 1,6,2,7,9,0,3,5 };//算法库里面的sort默认是升序，我们可以写一个仿函数处理成降序sort(v.begin(), v.end(), Compare());//这里的Compare（）相当于一个匿名对象for (auto e : v){cout << e << " ";}return 0;
}

   sort 在排序过程中多次调用匿名对象的 operator() 方法来比较元素，这样比较算法我们就可以自己定义，更加灵活~

前面K个高频单词

前面K个高频单词

     

   

解法一：仿函数+排序

        这个与我们前面的单词计数类似，但是需要注意的是这里想要的是降序，所以就需要使用到我们的仿函数~更多的注意点我们在代码中进行注释~

class Solution 
{
public:class Compare{public:bool operator()(const pair<string, int>& a, const pair<string, int>& b){解决方案一：控制比较逻辑return (a.second > b.second) || (a.second == b.second && a.first < b.first);//个数相同让字典序小的在前面//解决方案二：使用稳定排序，不改变比较逻辑//return a.second > b.second;//比较个数int}};vector<string> topKFrequent(vector<string>& words, int k) {map<string, int> mp;for (auto e : words){mp[e]++;}//sort要求随机迭代器，而map是双向迭代器//所以需要导入vector中——支持随机迭代器vector<pair<string, int>> v(mp.begin(), mp.end());//迭代器区间初始化//默认是升序，我们希望是降序，并且希望按照second去排序//提供仿函数//sort为不稳定排序，会更改顺序与以前的一致性//解决方案一：控制比较逻辑sort(v.begin(), v.end(), Compare());//解决方案二：使用稳定排序//stable_sort(v.begin(),v.end(),Compare());//（stable_sort底层是归并排序）vector<string> ret;//找前面k个进行插入for (int i = 0; i < k; i++){ret.push_back(v[i].first);}return ret;}
};

        这里特别注意的是sort是不稳定排序(底层是快速排序），当两个元素的值相等时，排序后它们的相对顺序可能会发生改变，最开始map排序好的字典序又会发生变化~

        这里有两种解决方案：

1、控制排序逻辑（当个数相等时，让字典序小的在前面）

class Compare
{
public:bool operator()(const pair<string, int>& a, const pair<string, int>& b){解决方案一：控制比较逻辑return (a.second > b.second) || (a.second == b.second && a.first < b.first);//个数相同让字典序小的在前面}
};

2、不对排序逻辑进行修改，使用稳定的排序，库里面提供了stable_sort可以帮助我们实现，底层事实上是归并排序~

        解法二：map和multimap的极致使用

        如果并不想写仿函数，有没有什么方法呢？也是有的，我们可以再使用一个multimap来进行对个数进行排序，需要注意的是这里不可以使用map了，因为不同字符串个数可能相等，那么map不支持key冗余就麻烦了~

class Solution
{
public:vector<string> topKFrequent(vector<string>& words, int k) {//map统计个数map<string, int> count_map;for (auto e : words){count_map[e]++;}//multimap对个数进行排序//修改第三个参数，我们希望按照降序排序multimap<int, string, greater<int>> sort_map;//写法一auto it = count_map.begin();while (it != count_map.end()){sort_map.insert({ it->second,it->first });it++;}//写法二/*for(auto e: count_map){sort_map.insert({e.second,e.first});}*/vector<string> ret;//不可以使用前面的it，类型是不一样的auto itt = sort_map.begin();//取前面k个while (k--){ret.push_back(itt->second);itt++;}return ret;}
};

注意点：

1、使用multimap的时候，我们希望的是大的在前面，第三个参数需要修改为greater<int>

2、这里不会出现字典序问题，是因为如果key已经存在，新元素会被插入到所有具有相同键的元素的末尾（或根据比较器定义的顺序），就顺便解决了字典序问题~

单词识别

单词识别

        这个题目就比较温柔了，也就是我们前面的单词统计多了一些要求，我们知道使用 cin 或 scanf 来读取输入时，它们默认会在遇到空格、制表符或换行符时停止读取。这意味着如果你直接读取一个字符串，它只会读取到第一个空格之前的内容。为了读取包含空格的整行字符串，我们可以使用 getline 函数，getline 会读取一整行，包括空格，直到遇到换行符为止。

        我们这里也可以不使用getline，直接使用while循环读取一个单词就进行处理！！！

#include <iostream>
using namespace std;
#include<map>int main() 
{map<string,int> count_map;string s;while(cin>>s){int n=s.size();for(int i=0;i<n;i++){//处理大小写if(s[i]>='A'&&s[i]<='Z')s[i]+=32;//处理句号if(s[i]=='.')s.erase(i,1);//删除句号}count_map[s]++;}for(auto& e:count_map){cout<<e.first<<":"<<e.second<<endl;}
}

顺利通过，这一个题目还是比较简单的~

随机链表的复制

随机链表的复制

看这题目长度就知道这不是一个简单题，我们前面使用C语言写，写了一堆，具体可以看看这一篇博客题目练习之链表那些事儿（再续）

接下来我们一起来探索C++有什么奇妙的地方呢~~~

        既然是是map的奇妙使用，那么一定需要就是map了，思路和前面差不多，不过有了map，代码实现就会更加简单了~

思路：

1. 第一遍遍历：
   • 创建一个 map 来存储原节点和复制节点的映射关系。
   • 遍历原链表，为每个节点创建一个新的复制节点，并将其连接到复制链表中。
   • 将原节点和复制节点的映射关系存储到 map 中。
2. 第二遍遍历：
   • 重新遍历原链表，根据 map 中的映射关系设置复制节点的 random 指针。
3. 返回结果：
   • 返回复制链表的头节点。

//随机链表的复制
/*
// Definition for a Node.
class Node {
public:int val;Node* next;Node* random;Node(int _val) {val = _val;next = NULL;random = NULL;}
};
*/class Solution
{
public:Node* copyRandomList(Node* head){map<Node*, Node*> CopyMap;// 用于存储原节点和复制节点的映射关系Node* newHead = nullptr;Node* newTail = nullptr;Node* cur = head;// 第一遍遍历：创建复制节点并构建映射关系while (cur){// 如果复制链表为空，初始化头和尾指针if (newHead == nullptr){newHead = newTail = new Node(cur->val);}// 否则，创建新节点并连接到复制链表的尾部else{newTail->next = new Node(cur->val);newTail = newTail->next;}// 将原节点和复制节点的映射关系存储到map中CopyMap[cur] = newTail;//继续往后面遍历cur = cur->next;}// 第二遍遍历：设置复制节点的random指针//重新遍历原来的链表cur = head;//复制链表的当前结点Node* copycur = newHead;while (cur){// 如果原节点的random指针为空，复制节点的random指针也为空if (cur->random == nullptr)copycur->random = nullptr;// 否则，根据映射关系设置复制节点的random指针elsecopycur->random = CopyMap[cur->random];cur = cur->next;copycur = copycur->next;}return newHead;//返回新链表头结点}
};

成功通过，为了更好地理解，我们举例说明：

假设原链表中有两个节点 X 和 Y，其中 X.random -> Y。在复制链表中，我们希望对应的两个节点 x' 和 y' 也有 x'.random -> y'。

• 在第一遍遍历中，我们创建了 x' 和 y'，并将 X 映射到 x'，Y 映射到 y' 存储在 nodeMap 中。
• 在第二遍遍历中，当处理节点 X 时，cur->random 是 Y，我们通过 nodeMap[Y] 找到 y'，然后将 x'.random 设置为 y'。

这样，我们就正确地设置了复制链表中节点的 random 指针~

        有了map我们就不需要手动去进行链接，方便了不少~

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♥♥♥本篇博客内容结束，期待与各位优秀程序员交流，有什么问题请私信♥♥♥

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