【C++】─篇文章带你熟练掌握 map 与 set 的使用
是阿建吖! 2024-06-20 15:05:03 阅读 94
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一、关联式容器二、键值对三、pair3.1 pair的常用接口说明3.1.1 [无参构造函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/utility/pair/pair/)3.1.2 [有参构造函数 / 拷贝构造函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/utility/pair/pair/)3.1.3 [有参构造函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/utility/pair/pair/)3.1.4 [make_pair()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/utility/make_pair/) 四、树形结构的关联式容器4.1 标准库中的set4.1.1 set的介绍4.1.2 set的常用接口说明4.1.2.1 set对象的常见构造4.1.2.1.1 [无参构造函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/set/set/)4.1.2.1.2 [有参构造函数（使用迭代器进行初始化构造）](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/set/set/)4.1.2.1.3 [拷贝构造函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/set/set/) 4.1.2.2 set iterator 的使用4.1.2.2.1 [begin()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/set/begin/) + [end()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/set/end/)4.1.2.2.2 [rbegin()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/set/rbegin/) + [rend()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/set/rend/) 4.1.2.3 set对象的容量操作4.1.2.3.1 [size()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/set/size/)4.1.2.3.2 [empty()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/set/empty/) 4.1.2.4 set对象的增删查改及访问4.1.2.4.1 [insert()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/set/insert/)4.1.2.4.2 [erase()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/set/erase/)4.1.2.4.3 [swap()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/set/swap/)4.1.2.4.4 [clear()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/set/clear/)4.1.2.4.5 [find()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/set/find/)4.1.2.4.6 [count()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/set/count/)4.1.2.4.7 [lower_bound()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/set/lower_bound/)4.1.2.4.8 [upper_bound()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/set/upper_bound/)4.1.2.4.9 [equal_range()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/set/equal_range/) 4.2 标准库中的multiset4.2.1 multiset的介绍4.2.2 multiset的常用接口说明4.2.2.1 multiset对象的常用构造4.2.2.1.1 [无参构造函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/multiset/multiset/)4.2.2.1.2 [有参构造函数（使用迭代器进行初始化构造）](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/multiset/multiset/)4.2.2.1.3 [拷贝构造函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/multiset/multiset/) 4.2.2.2 multiset iterator 的使用4.2.2.2.1 [begin()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/multiset/begin/) + [end()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/multiset/end/)4.2.2.2.2 [rbegin()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/multiset/rbegin/) + [rend()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/multiset/rend/) 4.2.2.3 multiset 对象的容量操作4.2.2.3.1 [size()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/multiset/size/)4.2.2.3.2 [empty()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/multiset/empty/) 4.2.2.4 multiset 对象的增删查改及访问4.2.2.4.1 [insert()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/multiset/insert/)4.2.2.4.2 [erase()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/multiset/erase/)4.2.2.4.3 [swap()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/multiset/swap/)4.2.2.4.4 [clear()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/multiset/clear/)4.2.2.4.5 [find()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/multiset/find/)4.2.2.4.6 [count()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/multiset/count/)4.2.2.4.7 [lower_bound()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/multiset/lower_bound/)4.2.2.4.8 [upper_bound()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/multiset/upper_bound/)4.2.2.4.9 [equal_range()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/set/multiset/equal_range/) 4.3 标准库中的map4.3.1 map的介绍4.3.2 map的常用接口说明4.3.2.1 map对象的常用构造4.3.2.1.1 [无参构造函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/map/map/)4.3.2.1.2 [有参构造函数（使用迭代器进行初始化构造](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/map/map/)4.3.2.1.3 [拷贝构造函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/map/map/) 4.3.2.2 map iterator 的使用4.3.2.2.1 [begin()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/map/begin/) + [end()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/map/end/)4.3.2.2.2 [rbegin()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/map/rbegin/) + [rend()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/map/rend/) 4.3.2.3 map对象的容量操作4.3.2.3.1 [size()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/map/empty/)4.3.2.3.2 [empty()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/map/empty/) 4.3.2.4 map对象的增删查改及访问4.3.2.4.1 [insert()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/map/insert/)4.3.2.4.2 [erase()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/map/erase/)4.3.2.4.3 [swap()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/map/swap/)4.3.2.4.4 [clear()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/map/clear/)4.3.2.4.5 [find()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/map/find/)4.3.2.4.6 [count()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/map/count/)4.3.2.4.7 [lower_bound()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/map/lower_bound/)4.3.2.4.8 [upper_bound()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/map/upper_bound/)4.3.2.4.9 [equal_range()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/map/equal_range/)4.3.2.4.10 [operator[]](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/map/operator%5B%5D/) 4.4 标准库中的multimap4.4.1 multimap的介绍4.4.2 multimap的常用接口说明4.4.2.1 multimap对象的常用构造4.4.2.1.1 [无参构造函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/multimap/multimap/)4.4.2.1.2 [有参构造函数（使用迭代器进行初始化构造）](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/multimap/multimap/)4.4.2.1.3 [拷贝构造函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/multimap/multimap/) 4.4.2.2 multimap iterator 的使用4.4.2.2.1 [begin()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/multimap/begin/) + [end()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/multimap/end/)4.4.2.2.2 [rbegin()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/multimap/rbegin/) + [rend()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/multimap/rend/) 4.4.2.3 multimap 对象的容量操作4.4.2.3.1 [size()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/multimap/size/)4.4.2.3.2 [empty()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/multimap/empty/) 4.4.2.4 multimap对象的增删查改及访问4.4.2.4.1 [insert()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/multimap/insert/)4.4.2.4.2 [erase()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/multimap/erase/)4.4.2.4.3 [swap()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/multimap/swap/)4.4.2.4.4 [clear()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/multimap/clear/)4.4.2.4.5 [find()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/multimap/find/)4.4.2.4.6 [count()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/multimap/count/)4.4.2.4.7 [lower_bound()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/multimap/lower_bound/)4.4.2.4.8 [upper_bound()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/multimap/upper_bound/)4.4.2.4.9 [equal_range()函数](https://legacy.cplusplus.com/reference/map/multimap/equal_range/) 五、map和set在OJ中的应用5.1 [692. 前K个高频单词](https://leetcode.cn/problems/top-k-frequent-words/description/)5.2 [349. 两个数组的交集](https://leetcode.cn/problems/intersection-of-two-arrays/submissions/) 结尾
一、关联式容器
在初阶阶段，我们已经接触过STL中的部分容器，比如：vector、list、deque、forward_list(C++11)等，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。
二、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。
SGI-STL中关于键值对的定义：
using namespace std;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){ }};
三、pair
pair的文档介绍
pair 是 C++ 标准库中的一个模板类，用于存储两个对象的有序对。通常情况下，pair 用于将两个不同类型的对象组合成一个单元，并且允许这两个对象分别访问。
3.1 pair的常用接口说明
3.1.1 无参构造函数
pair();
int main(){ pair <string, double> p; cout << p.first << " " << p.second << endl;return 0;}
3.1.2 有参构造函数 / 拷贝构造函数
template<class U, class V> pair (const pair<U,V>& pr);当参数不匹配时为有参构造函数当参数匹配时为拷贝构造函数
3.1.3 有参构造函数
pair (const first_type& a, const second_type& b);
int main(){ pair <string, double> p("Love", 5.20); cout << p.first << " " << p.second << endl;;return 0;}
3.1.4 make_pair()函数
template <class T1, class T2>pair<T1,T2> make_pair (T1 x, T2 y);
template <class T1, class T2>pair<T1, T2> make_pair(T1 x, T2 y){ return (pair<T1, T2>(x, y));}
四、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。下面一依次介绍每一个容器。
4.1 标准库中的set
4.1.1 set的介绍
set的文档介绍
set是按照一定次序存储元素的容器在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。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。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。set在底层是用二叉搜索树(红黑树)实现的。
set的模板参数列表介绍
T: set中存放元素的类型，实际在底层存储<value, value>的键值对。
Compare：set中元素默认按照小于来比较
Alloc：set中元素空间的管理方式，使用STL提供的空间配置器管理（目前不需要掌握）
4.1.2 set的常用接口说明
4.1.2.1 set对象的常见构造
4.1.2.1.1 无参构造函数
set (const key_compare& comp = key_compare());
int main(){ set<int> s;return 0;}
4.1.2.1.2 有参构造函数（使用迭代器进行初始化构造）
template <class InputIterator> set (InputIterator first, InputIterator last, const key_compare& comp = key_compare());
int main(){ string s("I Love Y");set<int> ss(s.begin(), s.end());for (auto e : ss){ cout << e << ' ';}cout << endl;return 0;}
4.1.2.1.3 拷贝构造函数
set (const set& x);
int main(){ string s("I Love Y");set<int> ss1(s.begin(), s.end());set<int> ss2(ss1);for (auto e : ss2){ cout << e << ' ';}cout << endl;return 0;}
4.1.2.2 set iterator 的使用
4.1.2.2.1 begin()函数 + end()函数
iterator begin();const_iterator begin() const;获取第一个数据位置的iterator/const_iterator iterator end();const_iterator end() const;获取最后一个数据的下一个位置的iterator/const_iterator
int main(){ string s("I Love Y");set<int> ss1(s.begin(), s.end());set<int>::iterator it = ss1.begin();while (it != ss1.end()){ cout << *it << ' ';++it;}cout << endl;return 0;}
4.1.2.2.2 rbegin()函数 + rend()函数
reverse_iterator rbegin();const_reverse_iterator rbegin() const;获取最后一个数据位置的reverse_iterator/const_reverse_iterator reverse_iterator rend();const_reverse_iterator rend() const;获取第一个数据前一个位置的reverse_iterator/const_reverse_iterator
int main(){ string s("I Love Y");set<int> ss1(s.begin(), s.end());set<int>::reverse_iterator it = ss1.rbegin();while (it != ss1.rend()){ cout << *it << ' ';++it;}cout << endl;return 0;}
4.1.2.3 set对象的容量操作
4.1.2.3.1 size()函数
size_type size() const;获取数据个数
4.1.2.3.2 empty()函数
bool empty() const;判断是否为空
int main(){ set<int> ss;cout << ss.empty() << endl;string s("I Love Y");set<int> ss1(s.begin(), s.end());cout << ss1.empty() << endl;return 0;}
4.1.2.4 set对象的增删查改及访问
4.1.2.4.1 insert()函数
pair<iterator,bool> insert (const value_type& val);在set中插入一个元素val：若set中有这个元素，插入失败,则返回一个pair对象pair.first=原来val元素位置的迭代器,pair.second = false若set中没有这个元素，插入成功,则返回一个pair对象pair.first=新插入val元素位置的迭代器,pair.second = trueiterator insert (iterator position, const value_type& val);不建议使用：在position位置插入一个val，并返回插入元素位置的迭代器template <class InputIterator> void insert (InputIterator first, InputIterator last);插入一段迭代器区间的元素
int main(){ set<int> s;string ss("I Love Y");/*pair<iterator, bool> insert(const value_type & val);在set中插入一个元素val：*/pair<set<int>::iterator, bool> ret;for (int i = 0; i < 14; i += 2){ ret = s.insert(i % 10);cout << "插入元素：" << *ret.first << " 是否成功：" << ret.second << endl;}for (auto e : s){ cout << e << ' ';}cout << endl;// 插入一段迭代器区间的元素s.insert(ss.begin(), ss.end());for (auto e : s){ cout << e << ' ';}cout << endl;return 0;}
4.1.2.4.2 erase()函数
void erase (iterator position);删除position位置的元素size_type erase (const value_type& val);删除元素val并返回删除val的个数void erase (iterator first, iterator last);删除一段迭代器区间内的元素
int main(){ set<int> s;for (int i = 0; i < 10; i++){ s.insert(i);}for (auto e : s){ cout << e << ' ';}cout << endl;set<int>::iterator it = s.begin();s.erase(it);for (auto e : s){ cout << e << ' ';}cout << endl;// 删除元素val并返回val的个数s.erase(5);for (auto e : s){ cout << e << ' ';}cout << endl;// 删除一段迭代器区间内的元素s.erase(++s.begin() , --s.end());for (auto e : s){ cout << e << ' ';}cout << endl;return 0;}
4.1.2.4.3 swap()函数
void swap (set& x);交换两个set的数据空间
int main(){ set<int> s1;set<int> s2;for (int i = 1; i < 10; i += 2){ s1.insert(i);}for (int i = 0; i < 10; i += 2){ s2.insert(i);}for (auto e : s1){ cout << e << ' ';}cout << endl;for (auto e : s2){ cout << e << ' ';}cout << endl;s1.swap(s2);for (auto e : s1){ cout << e << ' ';}cout << endl;for (auto e : s2){ cout << e << ' ';}cout << endl;return 0;}
4.1.2.4.4 clear()函数
void clear();清除set中的有效数据
int main(){ set<int> s;for (int i = 1; i < 10; i += 2){ s.insert(i);}s.clear();return 0;}
4.1.2.4.5 find()函数
iterator find (const value_type& val) const;返回set中为val元素位置的迭代器
int main(){ set<int> s;for (int i = 1; i < 10; i += 2){ s.insert(i);}set<int>::iterator it = s.find(5);cout << *it << endl;return 0;}
4.1.2.4.6 count()函数
size_type count (const value_type& val) const;返回set中为val元素的个数由于set并不允许相同的元素存在所以set中所有元素的个数都是1
int main(){ set<int> s;for (int i = 1; i < 10; i += 2){ s.insert(i);}for (auto e : s){ cout << e << "的个数：" << s.count(e) << endl;}return 0;}
4.1.2.4.7 lower_bound()函数
iterator lower_bound (const value_type& val) const;返回第一个 >= val 对象位置的迭代器
int main(){ set<int> s;// 10 20 30 40 50for (int i = 1; i < 6; i++){ s.insert(i*10);}set<int>::iterator it = s.lower_bound(30);cout << *it << endl;return 0;}
4.1.2.4.8 upper_bound()函数
iterator upper_bound (const value_type& val) const;返回第一个 > val 对象位置的迭代器
int main(){ set<int> s;// 10 20 30 40 50for (int i = 1; i < 6; i++){ s.insert(i * 10);}set<int>::iterator it = s.upper_bound(30);cout << *it << endl;return 0;}
4.1.2.4.9 equal_range()函数
pair<iterator,iterator> equal_range (const value_type& val) const;返回一个pair对象pair.first = 第一个 >= val 对象位置的迭代器pair.second = 第一个 > val 对象位置的迭代器
int main(){ set<int> s;// 10 20 30 40 50for (int i = 1; i < 6; i++){ s.insert(i * 10);}pair<set<int>::iterator, set<int>::iterator> p = s.equal_range(30);cout << *p.first << " " << * p.second << endl;return 0;}
4.2 标准库中的multiset
4.2.1 multiset的介绍
multiset的文档介绍
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。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。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。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。multiset底层结构为二叉搜索树(红黑树)。
注意：
mtltiset的插入接口中只需要插入即可与set的区别是，multiset中的元素可以重复，set是中value是唯一的使用迭代器对multiset中的元素进行遍历，可以得到有序的序列multiset中的元素不能修改在multiset中找某个元素，时间复杂度为 O ( l o g 2 N ) O(log_2 N) O(log2N)multiset的作用：可以对元素进行排序
4.2.2 multiset的常用接口说明
注意：multiset的接口与set的接口基本相似，可以参考set的使用，那么下面multiset将不会进行演示使用。
4.2.2.1 multiset对象的常用构造
4.2.2.1.1 无参构造函数
multiset (const key_compare& comp = key_compare());
4.2.2.1.2 有参构造函数（使用迭代器进行初始化构造）
template <class InputIterator>multiset (InputIterator first, InputIterator last, const key_compare& comp = key_compare());
4.2.2.1.3 拷贝构造函数
multiset (const multiset& x);
4.2.2.2 multiset iterator 的使用
4.2.2.2.1 begin()函数 + end()函数
iterator begin();const_iterator begin() const;获取第一个数据位置的iterator/const_iterator iterator end();const_iterator end() const;获取最后一个数据的下一个位置的iterator/const_iterator
4.2.2.2.2 rbegin()函数 + rend()函数
reverse_iterator rbegin();const_reverse_iterator rbegin() const;获取最后一个数据位置的reverse_iterator/const_reverse_iterator reverse_iterator rend();const_reverse_iterator rend() const;获取第一个数据前一个位置的reverse_iterator/const_reverse_iterator
4.2.2.3 multiset 对象的容量操作
4.2.2.3.1 size()函数
size_type size() const;获取数据个数
4.2.2.3.2 empty()函数
bool empty() const;判断是否为空
4.2.2.4 multiset 对象的增删查改及访问
4.2.2.4.1 insert()函数
iterator insert (const value_type& val);在multiset中插入一个元素val，并返回插入元素位置的迭代器由于multiset可以存在相同的元素，那么就不存在插入失败的情况iterator insert (iterator position, const value_type& val);不建议使用：在position位置插入一个val，并返回插入元素位置的迭代器template <class InputIterator> void insert (InputIterator first, InputIterator last);插入一段迭代器区间的元素
4.2.2.4.2 erase()函数
void erase (iterator position);删除position位置的元素size_type erase (const value_type& val);删除元素val并返回删除val的个数void erase (iterator first, iterator last);删除一段迭代器区间内的元素
4.2.2.4.3 swap()函数
void swap (multiset& x);交换两个multiset的数据空间
4.2.2.4.4 clear()函数
void clear();清除multiset中的有效数据
4.2.2.4.5 find()函数
iterator find (const value_type& val) const;返回multiset中为val元素位置的迭代器
4.2.2.4.6 count()函数
size_type count (const value_type& val) const;返回multiset中为val元素的个数，multiset中可以存在相同的元素
4.2.2.4.7 lower_bound()函数
iterator lower_bound (const value_type& val) const;返回第一个 >= val 对象位置的迭代器
4.2.2.4.8 upper_bound()函数
iterator upper_bound (const value_type& val) const;返回第一个 > val 对象位置的迭代器
4.2.2.4.9 equal_range()函数
pair<iterator,iterator> equal_range (const value_type& val) const;返回一个pair对象pair.first = 第一个 >= val 对象位置的迭代器pair.second = 第一个 > val 对象位置的迭代器
4.3 标准库中的map
4.3.1 map的介绍
map的文档介绍
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。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;在内部，map中的元素总是按照键值key进行比较排序的。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)。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。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的模板参数列表介绍
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（目前不需要掌握）
4.3.2 map的常用接口说明
4.3.2.1 map对象的常用构造
4.3.2.1.1 无参构造函数
map (const key_compare& comp = key_compare());
int main(){ map<int, int> m;return 0;}
4.3.2.1.2 有参构造函数（使用迭代器进行初始化构造
template <class InputIterator>map (InputIterator first, InputIterator last, const key_compare& comp = key_compare());
map（有序关联容器）的构造函数通常也不接受其他容器类型的迭代器来直接构造。map 要求它的元素按照键（key）的顺序进行排序，因此在构造时，它期望提供的元素已经按照键的升序排列。
如果尝试使用未排序的迭代器范围（例如，来自 vector 或 list 的迭代器）来构造 map，将会导致编译错误或未定义行为，因为 map 无法保证这些元素的排序。
如果想要从一个容器（如 vector）创建一个 map，你需要确保容器中的元素已经按照键的升序排列，然后你可以使用迭代器范围来构造 map。
int main(){ vector<pair<int, int>> v({ { 5,5},{ 13,13},{ 1,1} });sort(v.begin(), v.end());map<int,int> m1(v.begin(), v.end());map<int, int> m2(m1.begin(), m1.end());return 0;}
4.3.2.1.3 拷贝构造函数
map (const map& x);
int main(){ map<int, int> m1;m1.insert(make_pair(1, 1));m1.insert(make_pair(2, 2));map<int, int> m2(m1);return 0;}
4.3.2.2 map iterator 的使用
4.3.2.2.1 begin()函数 + end()函数
iterator begin();const_iterator begin() const;获取第一个数据位置的iterator/const_iterator iterator end();const_iterator end() const;获取最后一个数据的下一个位置的iterator/const_iterator
int main(){ map<int, int> m1;m1.insert(make_pair(1, 1));m1.insert(make_pair(2, 2));map<int, int>::iterator it = m1.begin();while(it != m1.end()){ cout << "first：" << it->first << " second:" << it->second << endl;++it;}return 0;}
4.3.2.2.2 rbegin()函数 + rend()函数
reverse_iterator rbegin();const_reverse_iterator rbegin() const;获取最后一个数据位置的reverse_iterator/const_reverse_iterator reverse_iterator rend();const_reverse_iterator rend() const;获取第一个数据前一个位置的reverse_iterator/const_reverse_iterator
int main(){ map<int, int> m1;m1.insert(make_pair(1, 1));m1.insert(make_pair(2, 2));map<int, int>::reverse_iterator it = m1.rbegin();while (it != m1.rend()){ cout << "first：" << it->first<< " second:" << it->second << endl;++it;}return 0;}
4.3.2.3 map对象的容量操作
4.3.2.3.1 size()函数
size_type size() const;获取数据个数
int main(){ map<int, int> m1;cout << m1.size() << endl;m1.insert(make_pair(1, 1));m1.insert(make_pair(2, 2));cout << m1.size() << endl;return 0;}
4.3.2.3.2 empty()函数
bool empty() const;判断是否为空
int main(){ map<int, int> m1;cout << m1.empty() << endl;m1.insert(make_pair(1, 1));m1.insert(make_pair(2, 2));cout << m1.empty() << endl;return 0;}
4.3.2.4 map对象的增删查改及访问
4.3.2.4.1 insert()函数
pair<iterator,bool> insert (const value_type& val);在map中插入键值对val：若map中有这个键值对，插入失败,则返回一个pair对象pair.first=原来val位置的迭代器,pair.second = false若map中没有这个键值对，插入成功,则返回一个pair对象pair.first=新插入val位置的迭代器,pair.second = trueiterator insert (iterator position, const value_type& val);不建议使用：在position位置插入一个val，并返回插入键值对位置的迭代器template <class InputIterator> void insert (InputIterator first, InputIterator last);插入一段迭代器区间的元素
int main(){ map<int,int> m1;/*pair<iterator, bool> insert(const value_type & val);在set中插入一个元素val：*/pair<map<int,int>::iterator, bool> ret;for (int i = 0; i < 14; i += 2){ ret = m1.insert(make_pair(i % 10, i % 10));cout << "插入key：" << ret.first->first<< " 是否成功：" << ret.second << endl;}for (auto e : m1){ cout << "first：" << e.first<< " second：" << e.second << endl;}cout << endl;// 插入一段迭代器区间的元素map<int, int> m2;m2.insert(make_pair(520, 520));m2.insert(make_pair(1314, 1314));cout << "insert前m2中的元素" << endl;for (auto e : m2){ cout << "first：" << e.first<< " second：" << e.second << endl;}cout << endl;m2.insert(m1.begin(), m1.end());cout << "insert后m2中的元素" << endl;for (auto e : m2){ cout << "first：" << e.first<< " second：" << e.second << endl;}cout << endl;return 0;}
4.3.2.4.2 erase()函数
void erase (iterator position);删除position位置的元素size_type erase (const value_type& val);删除元素val并返回删除val的个数void erase (iterator first, iterator last);删除一段迭代器区间内的元素
int main(){ map<int, int> m1;/*pair<iterator, bool> insert(const value_type & val);在map中插入一个元素val：*/for (int i = 0; i < 14; i += 2){ m1.insert(make_pair(i % 10, i % 10));}for (auto e : m1){ cout << "first：" << e.first<< " second：" << e.second << endl;}cout << endl;// 删除迭代器位置的元素m1.erase(m1.begin());for (auto e : m1){ cout << "first：" << e.first<< " second：" << e.second << endl;}cout << endl;// 删除元素，并返回元素个数m1.erase(6);for (auto e : m1){ cout << "first：" << e.first<< " second：" << e.second << endl;}cout << endl;// 删除一段迭代器区间内的元素m1.erase(++m1.begin(),--m1.end());for (auto e : m1){ cout << "first：" << e.first<< " second：" << e.second << endl;}cout << endl;return 0;}
4.3.2.4.3 swap()函数
void swap (map& x);交换两个map的数据空间
int main(){ map<int,int> m1;for (int i = 0; i < 14; i += 2){ m1.insert(make_pair(i % 10, i % 10));}cout << "swap前m1中的元素" << endl;for (auto e : m1){ cout << "first：" << e.first<< " second：" << e.second << endl;}cout << endl;map<int, int> m2;m2.insert(make_pair(520, 520));m2.insert(make_pair(1314, 1314));cout << "swap前m2中的元素" << endl;for (auto e : m2){ cout << "first：" << e.first<< " second：" << e.second << endl;}cout << endl;m1.swap(m2);cout << "swap后m1中的元素" << endl;for (auto e : m1){ cout << "first：" << e.first<< " second：" << e.second << endl;}cout << endl;cout << "swap后m2中的元素" << endl;for (auto e : m2){ cout << "first：" << e.first<< " second：" << e.second << endl;}cout << endl;return 0;}
4.3.2.4.4 clear()函数
void clear();清除map中的有效数据
int main(){ map<int, int> m;for (int i = 0; i < 14; i += 2){ m.insert(make_pair(i % 10, i % 10));}m.clear();return 0;}
4.3.2.4.5 find()函数
iterator find (const key_type& k);const_iterator find (const key_type& k) const;返回map中为关键码为k位置的迭代器
int main(){ map<int, int> m;for (int i = 0; i < 14; i += 2){ m.insert(make_pair(i % 10, i % 10));}map<int,int>::iterator it = m.find(6);cout << "first：" << it->first<< " second：" << it->second << endl;return 0;}
4.3.2.4.6 count()函数
size_type count (const key_type& k) const;返回map中为k元素的个数由于map并不允许相同的元素存在所以map中所有元素的个数都是1
int main(){ map<int, int> m;for (int i = 0; i < 14; i += 2){ m.insert(make_pair(i % 10, i % 10));}for (auto e : m){ cout << e.first << "的个数："<< m.count(e.first) << endl;}return 0;}
4.3.2.4.7 lower_bound()函数
iterator lower_bound (const key_type& k);const_iterator lower_bound (const key_type& k) const;返回第一个关键码 >= k对象位置的iterator/const_iterator
int main(){ map<int, int> m;for (int i = 0; i < 14; i += 2){ m.insert(make_pair(i % 10, i % 10));}map<int, int>::iterator it = m.lower_bound(6);cout << "first：" << it->first<< " second：" << it->second << endl;return 0;}
4.3.2.4.8 upper_bound()函数
iterator upper_bound (const key_type& k);const_iterator upper_bound (const key_type& k) const;返回第一个关键码 > k 对象位置的iterator/const_iterator
int main(){ map<int, int> m;for (int i = 0; i < 14; i += 2){ m.insert(make_pair(i % 10, i % 10));}map<int, int>::iterator it = m.upper_bound(6);cout << "first：" << it->first<< " second：" << it->second << endl;return 0;}
4.3.2.4.9 equal_range()函数
pair<const_iterator,const_iterator> equal_range (const key_type& k) const;pair<iterator,iterator> equal_range (const key_type& k);返回一个pair对象pair.first = 第一个关键码 >= k 对象位置的iterator/const_iteratorpair.second = 第一个关键码 > k 对象位置的iterator/const_iterator
int main(){ map<int, int> m;for (int i = 0; i < 14; i += 2){ m.insert(make_pair(i % 10, i % 10));}pair<map<int, int>::iterator, map<int, int>::iterator>ret = m.equal_range(6);cout << "first：" << ret.first->first<< " second：" << ret.first->second << endl;cout << "first：" << ret.second->first<< " second：" << ret.second->second << endl;return 0;}
4.3.2.4.10 operator[]
mapped_type& operator[] (const key_type& k);返回关键码为key对应的value的引用
mapped_type& operator[] (const key_type& k){ return (*((this->insert(make_pair(k,mapped_type()))).first)).second}
int main(){ map<int, int> m;m.insert(make_pair(5, 5));// 若map中有这个元素，那么就返回key对应value的引用cout << "operator[]:" << m[5] <<endl;// 若map中没有这个元素，那么map中将会插入这个元素// 使用默认构造初始化value，并返回cout << "operator[]:" << m[10] << endl;for (auto e : m){ cout << "first：" << e.first<< " second：" << e.second << endl;}return 0;}
【总结】
map中的的元素是键值对map中的key是唯一的，并且不能修改默认按照小于的方式对key进行比较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map的底层为平衡搜索树(红黑树)，查找效率比较高 O ( l o g 2 N ) O(log_2 N) O(log2N)支持[]操作符，operator[]中实际进行插入查找。
4.4 标准库中的multimap
4.4.1 multimap的介绍
multimap的文档介绍
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。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;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。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。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。
注意：
multimap中的key是可以重复的。multimap中的元素默认将key按照小于来比较multimap中没有重载operator[]操作，因为multimap中的key可以重复，如果重载operator[]操作那么找到的结果是未定义的。使用时与map包含的头文件相同
4.4.2 multimap的常用接口说明
注意：multimap的接口与map的接口基本相似，可以参考map的使用，那么下面multimap将不会进行演示使用。
4.4.2.1 multimap对象的常用构造
4.4.2.1.1 无参构造函数
multimap (const key_compare& comp = key_compare());
4.4.2.1.2 有参构造函数（使用迭代器进行初始化构造）
template <class InputIterator>multimap (InputIterator first, InputIterator last, const key_compare& comp = key_compare());
4.4.2.1.3 拷贝构造函数
multimap (const multimap& x);
4.4.2.2 multimap iterator 的使用
4.4.2.2.1 begin()函数 + end()函数
iterator begin();const_iterator begin() const;获取第一个数据位置的iterator/const_iterator iterator end();const_iterator end() const;获取最后一个数据的下一个位置的iterator/const_iterator
4.4.2.2.2 rbegin()函数 + rend()函数
reverse_iterator rbegin();const_reverse_iterator rbegin() const;获取最后一个数据位置的reverse_iterator/const_reverse_iterator reverse_iterator rend();const_reverse_iterator rend() const;获取第一个数据前一个位置的reverse_iterator/const_reverse_iterator
4.4.2.3 multimap 对象的容量操作
4.4.2.3.1 size()函数
size_type size() const;获取数据个数
4.4.2.3.2 empty()函数
bool empty() const;判断是否为空
4.4.2.4 multimap对象的增删查改及访问
4.4.2.4.1 insert()函数
iterator insert (const value_type& val);在multimap中插入一个键值对val，并返回插入元素位置的迭代器由于multimap可以存在相同的元素，那么就不存在插入失败的情况iterator insert (iterator position, const value_type& val);不建议使用：在position位置插入一个val，并返回插入val位置的迭代器template <class InputIterator> void insert (InputIterator first, InputIterator last);插入一段迭代器区间的元素
4.4.2.4.2 erase()函数
void erase (iterator position);删除position位置的元素size_type erase (const value_type& val);删除元素val并返回删除val的个数void erase (iterator first, iterator last);删除一段迭代器区间内的元素
4.4.2.4.3 swap()函数
void swap (multiset& x);交换两个multimap的数据空间
4.4.2.4.4 clear()函数
void clear();清除multimap中的有效数据
4.4.2.4.5 find()函数
iterator find (const key_type& k);const_iterator find (const key_type& k) const;返回multimap中关键码为k位置的iterator/const_iterator
4.4.2.4.6 count()函数
size_type count (const key_type& k) const;返回multimap中关键码为k元素的个数，multimap中可以存在相同的元素
4.4.2.4.7 lower_bound()函数
iterator lower_bound (const key_type& k);const_iterator lower_bound (const key_type& k) const;返回第一个关键码 >= k 对象位置的iterator/const_iterator
4.4.2.4.8 upper_bound()函数
iterator upper_bound (const key_type& k);const_iterator upper_bound (const key_type& k) const;返回第一个关键码 > k 对象位置的iterator/const_iterator
4.4.2.4.9 equal_range()函数
pair<const_iterator,const_iterator> equal_range (const key_type& k) const;pair<iterator,iterator> equal_range (const key_type& k);返回一个pair对象pair.first = 第一个关键码 >= k 对象位置的iterator/const_iteratorpair.second = 第一个关键码 > k 对象位置的iterator/const_iterator
五、map和set在OJ中的应用
5.1 692. 前K个高频单词
给定一个单词列表 words 和一个整数 k ，返回前 k 个出现次数最多的单词。返回的答案应该按单词出现频率由高到低排序。如果不同的单词有相同出现频率， 按字典顺序 排序。
思路：定义一个对象map<string, int> Map，string用来记录单词，int用来记录单词出现的次数。遍历vector并在Map中插入，由于Map是按照单词的大小进行比较的，再定义vector<pair<string, int>> tmp并用Map的迭代器区间对tmp进行初始化，再使用单词出现的次数进行排序。需要注意的是pair比较大小的时候是使用pair.first进行比较的，而单词的次数记录在pair.second中，所以我们需要自己写一个仿函数进行比较，单词出现次数多的在前面，单词小的在前面。由于答案只需要单词，那么再定义一个对象vector<string> ans记录答案，访问tmp中前k个元素，访问其中的单词并插入到ans中，最后输出ans完成本题。
class Solution { public: struct Cmp { bool operator()(const pair<string, int>& p1 ,const pair<string, int>& p2) { // 出现频率高，且按字典顺序 return p1.second > p2.second || (p1.second == p2.second && p1.first < p2.first); } }; vector<string> topKFrequent(vector<string>& words, int k) { map<string, int> Map; for(auto x : words) { Map[x]++; } // 这里的vector是用来存储pair对象的 vector<pair<string, int>> tmp(Map.begin(),Map.end()); sort(tmp.begin() , tmp.end(), Cmp()); // 需要输出vector<string> ,将pair中的string提取出来 vector<string> ans; for(int i = 0 ; i < k ; i++) { ans.push_back(tmp[i].first); } return ans; }};
5.2 349. 两个数组的交集
给定两个数组 nums1 和 nums2 ，返回 它们的交集 。输出结果中的每个元素一定是 唯一 的。我们可以 不考虑输出结果的顺序 。
思路：set能对数据进行排序和去重，定义两个set对象s1，s2，使用nums1和nums2的迭代器区间对set进行初始化，定义vector<int> ans记录答案，定义两个set的迭代器it1和it2分别记录s1和s2的begin()，对两组数据同时遍历，迭代器指向元素小的++，因为小的元素不可能在和另外一组数据有相同的值，若迭代器指向的元素相等，将元素尾差到ans中，有一个迭代器走到最后则说明两组元素不可能再有相同的值了，将ans返回就能完成本道题。
上面是两个数组的交集的思路，而两个数组的差集的思路与交集的思路只有在元素入ans的时候有区别。对两组数据同时遍历，迭代器指向元素小的入ans并且迭代器++，因为小的元素不可能在和另外一组数据有相同的值，若迭代器指向的元素相等，两迭代器同时++，将ans返回就能实现得到两个数组的差集了。
class Solution { public: vector<int> intersection(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) { // 将两分数据进行去重 set<int> s1(nums1.begin(),nums1.end()); set<int> s2(nums2.begin(),nums2.end()); vector<int> ans; set<int>::iterator it1 = s1.begin(); set<int>::iterator it2 = s2.begin(); while(it1 != s1.end() && it2 != s2.end()) { // 两个数中小的迭代器++ // 两数相等时将数字尾差到vector中 // 两迭代器同时++ if(*it1 > *it2) { ++it2; } else if(*it1 < *it2) { ++it1; } else { ans.push_back(*it1); ++it1; ++it2; } } return ans; }};
结尾
如果有什么建议和疑问，或是有什么错误，大家可以在评论区中提出。
希望大家以后也能和我一起进步！！🌹🌹
如果这篇文章对你有用的话，希望大家给一个三连支持一下！！🌹🌹
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