标题：[C++] STL  (multi)map/(multi)set简介

@水墨不写bug

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目录

前言：

一、set简介

1.set简介

2.set的常见用法

二、map简介

 1.map简介

2.map使用 

 三、multiset简介

1.multiset简介

2.multiset使用 

四、multimap简介

1.multimap简介

2.multimap使用 

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正文开始：

前言：

容器类型

        在之前，我们已经接触过STL中的部分容器，比如vector，list，queue等。这些容器有一个共同的特点，他们都是序列式容器，因为其底层为线性序列的数据结构，并且里面存储的是数据本身，与关联式容器式不同的。

        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。

键值对

        用来表示对应关系的一种结构，这个结构中一般包含两个成员变量，key和value。

key表示键值；value表示与key对应的信息。

<code>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)

{}

};

（SGI-STL中关于键值对的定义）

        不同的使用场景适用不同的的管理式容器，STL提供了两种不同的树形结构的关联式容器：

树形结构和哈希结构

        树形结构的关联式容器有set，map，multiset，multimap。

        这四种容器的共同点是都使用平衡搜索树（红黑树）作为其底层的数据结构。

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一、set简介

1.set简介

        1. set是按照一定次序存储元素的容器(默认从小到大存储):

#include<set>

#include<iostream>

using namespace std;

int main()

{

set<int> s1 = { 9,8,7,6,5,4,3,2,1 };

s1.insert(100);

s1.insert(19);

s1.insert(0);

s1.insert(110);

s1.insert(120);

for (auto& e : s1)

cout << e << " ";

cout << endl;

return 0;

}

输出：

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 19 100 110 120

         2. 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（重复插入相同值是对set没有影响，只会保留一个）；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：

#include<set>

#include<iostream>

using namespace std;

int main()

{

set<int> s1 = { 9,8,7,6,5,4,3,2,1 };

s1.insert(120);

s1.insert(120);

s1.insert(120);

s1.insert(120);

s1.erase(120);

for (auto& e : s1)

cout << e << " ";

cout << endl;

return 0;

}

输出：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 120

1 2 3 4 5 6 7 8 9

        3. 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。

        4. 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。

        5. set在底层是用二叉搜索树(红黑树)实现的。

 

注意事项：

        1.与map/multimap不同，map/multimap中存储的是真正的键值对<key, value>，set中只放value，但在底层实际存放的是由<value, value>构成的键值对。

        2.在插入元素时，只需要插入value即可，不需要构造键值对。

        3.由于set中的元素不能重复，所以可以使用set进行去重。

        4.set中的元素默认按照小于来比较，遍历set中，默认得到升序序列。

        5.set中查找某个元素，时间复杂度为O(logN)。

        

2.set的常见用法

1. 构造

empty (1)	explicit set (const key_compare& comp = key_compare(), const allocator_type& alloc = allocator_type()); explicit set (const allocator_type& alloc); 构造空的set
range (2)	template <class InputIterator> set (InputIterator first, InputIterator last, const key_compare& comp = key_compare(), const allocator_type& = allocator_type()); 用[first,last)区间中的元素构造set
copy (3)	set (const set& x); set (const set& x, const allocator_type& alloc); set的拷贝构造

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2. 迭代器

iterator begin()

返回set中起始位置元素的迭代器

iterator end()	返回set中最后一个元素后面的迭代器
const_iterator cbegin() const	返回set中起始位置元素的const迭代器
const_iterator cend() const	返回set中最后一个元素后面的const迭代器
reverse_iterator rbegin()	返回set第一个元素的反向迭代器，即end
reverse_iterator rend()	返回set最后一个元素下一个位置的反向迭代器，即rbegin
const_reverse_iterator crbegin() const	返回set第一个元素的反向const迭代器，即cend
const_reverse_iterator crend() const	返回set最后一个元素下一个位置的反向const迭代器，即crbegin

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3. 容量

bool empty ( ) const	检测set是否为空，空返回true，否则返回true
size_type size() const	返回set中有效元素的个数

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4. 修改

pair<iterator,bool> insert ( const value_type& x )	在set中插入元素x，实际插入的是<x, x>构成的 键值对，如果插入成功，返回<该元素在set中的 位置，true>,如果插入失败，说明x在set中已经 存在，返回<x在set中的位置，false>
void erase ( iterator position )	删除set中position位置上的元素
size_type erase ( const key_type& x )	删除set中值为x的元素，返回删除的元素的个数
void erase ( iterator first, iterator last )	删除set中[first, last)区间中的元素
void swap ( set<Key,Compare,Allocator>& st );	交换set中的元素
void clear ( )	将set中的元素清空
iterator find ( const key_type& x ) const	返回set中值为x的元素的位置
size_type count ( const key_type& x ) const	返回set中值为x的元素的个数

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二、map简介

 1.map简介

        1.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。

        2.在map中，键值key通常用于排序和唯一地标识元素，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。

        即：

typedef pair<const key, T> value_type

 

        3.在内部，map中的元素总是按照键值key进行比较排序的。

        4.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)。

        5.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。

        6. 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))。

2.map使用 

1.map的模板参数说明

       

        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

        注意：在使用map时，需要包含头文件

2.构造

map()

构造一个空的map

3.迭代器

begin()和end()	begin:首元素的位置，end最后一个元素的下一个位置
cbegin()和cend()	与begin和end意义相同，但cbegin和cend所指向的元素不 能修改
rbegin()和rend()	反向迭代器，rbegin在end位置，rend在begin位置，其 ++和--操作与begin和end操作移动相反
crbegin()和crend()	与rbegin和rend位置相同，操作相同，但crbegin和crend所 指向的元素不能修改

4.容量

bool empty ( ) const	检测map中的元素是否为空，是返回 true，否则返回false
size_type size() const	返回map中有效元素的个数

5.元素访问

mapped_type& operator[] (const key_type& k)

返回去key对应的value

 

        注意：在元素访问时，有一个与operator[]类似的操作at()(该函数不常用)函数，都是通过

key找到与key对应的value然后返回其引用，不同的是：当key不存在时，operator[]用默认

value与key构造键值对然后插入，返回该默认value，at()函数直接抛异常

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6.元素修改

pair<iterator,bool> insert ( const value_type& x )	在map中插入键值对x，注意x是一个键值 对，返回值也是键值对：iterator代表新插入 元素的位置，bool代表是否插入成功
void erase ( iterator position )	删除position位置上的元素
size_type erase ( const key_type& x )	删除键值为x的元素
void erase ( iterator first, iterator last )	删除[first, last)区间中的元素
void swap ( map<Key,T,Compare,Allocator>& mp )	交换两个map中的元素
void clear ( )	将map中的元素清空
iterator find ( const key_type& x )	在map中插入key为x的元素，找到返回该元 素的位置的迭代器，否则返回end
const_iterator find ( const key_type& x ) const	在map中插入key为x的元素，找到返回该元 素的位置的const迭代器，否则返回cend
size_type count ( const key_type& x ) const	返回key为x的键值在map中的个数，注意 map中key是唯一的，因此该函数的返回值 要么为0，要么为1，因此也可以用该函数来 检测一个key是否在map中

【总结】

        1. map中的的元素是键值对。

        2. map中的key是唯一的，并且不能修改。

        3. 默认按照小于的方式对key进行比较。

        4. 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。

        5. map的底层为平衡搜索树(红黑树)，查找效率比较高O(log N)。

        6. 支持[]操作符，operator[]中实际进行插入查找。

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 三、multiset简介

1.multiset简介

 

        1. 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。

        2. 在multiset中，元素的value也会识别它(因为multiset中本身存储的就是<value, value>组成的键值对，因此value本身就是key，key就是value，类型为T). 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。

        3. 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。

        4. 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。

        5. multiset底层结构为二叉搜索树(红黑树)。

2.multiset使用 

        multiset与set的使用方法大部分相同，只有少许不同，由于multiset内部可以存在key相同的元素，所以可以实现对元素的排序。

 注意：

1. multiset中在底层中存储的是<value, value>的键值对（value就是key）。

2. multiset的插入接口中只需要插入即可。

3. 与set的区别是，multiset中的元素可以重复，set中value是唯一的。

4. 使用迭代器对multiset中的元素进行遍历，可以得到有序的序列。

5. multiset中的元素不能修改。

6. 在multiset中找某个元素，时间复杂度为 O(log N)。

7. multiset的作用：可以对元素进行排序。

 

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四、multimap简介

1.multimap简介

 

        1. Multimap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。

        2. 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;

        3. 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。

        4. 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。

        5. 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。

2.multimap使用 

multimap中的接口可以参考map，功能都是类似的。

注意：

        1. multimap中的key是可以重复的。

        2. multimap中的元素默认将key按照小于来比较

        3. multimap中没有重载operator[]操作（由于元素的key可以重复，通过查找key得到的数据可能有多个，但是operator[]只能修改一个数据。所以重载operator[]运算符没有太大的意义）。

        4. 使用时与map包含的头文件相同：

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完~

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