1. 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，其里面存储的是结构的 键值对，       在数据检索时比序列式容器效率更高。 

2. 键值对 （pair）

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。 key为单词，value为翻译

SGI-STL中关于键值对的定义：

<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)

{}

};

3.map set： 

两者都使用红黑树作为底层数据结构来存储元素。map是一种键值对容器，其中每个键都是唯一的，并且与一个值相关联。set则是一个元素集合，其中的每个元素也是唯一的，但它不存储与元素相关联的值。

4.set （K模型）

set使用介绍

set是标准模板库（STL）中的一种关联容器，它存储的元素是唯一的，并且按照特定的顺序（默认是升序）自动排序。

https://cplusplus.com/reference/set/set/?kw=set 

注意：

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. set中插入元素时，只需要插入value即可，不需要构造键值对。

3. set中的元素不可以重复(因此可以使用set进行去重)。!!!!!!!!!!

4. 使用set的迭代器遍历set中的元素，可以得到有序序列(可以理解为二叉搜索树的中序遍历)

5. set中的元素默认按照小于来比较

6. set中查找某个元素，时间复杂度为：log2n

 7. set中的元素不允许修改   !!!!!!!!!!

 1. set的模板参数列表

T: set中存放元素的类型，实际在底层存储的键值对。

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 

2. set的构造  

3. set的迭代器 

4. set的容量  

5. set修改操作 

<code>#include <set>

void TestSet()

{

   // 用数组array中的元素构造set

   int array[] = { 1, 3, 5, 7, 9, 2, 4, 6, 8, 0, 1, 3, 5, 7, 9, 2, 4,

6, 8, 0 };

set<int> s(array, array+sizeof(array)/sizeof(array[0]));

cout << s.size() << endl;

// 正向打印set中的元素，从打印结果中可以看出：set可去重

for (auto& e : s)

cout << e << " ";

cout << endl;

// 使用迭代器逆向打印set中的元素

for (auto it = s.rbegin(); it != s.rend(); ++it)

cout << *it << " ";

cout << endl;

// set中值为3的元素出现了几次

cout << s.count(3) << endl;

}

5.multiset 

 它允许存储具有相同值的元素，并且这些元素会根据特定的排序准则自动排序。与 set 容器不同，multiset 允许重复的元素值。

multiset的操作大致是一样的唯一的额区别就是，multiset允许有重复的元素。针对set以下接口，大致是留给multiset

https://cplusplus.com/reference/set/multiset/?kw=multiset 

 6. map（KV模型）

 https://cplusplus.com/reference/map/map/?kw=map

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: typedef pair 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))。

1. map的模板参数说明  

1.key: 键值对中key的类型

2.T： 键值对中value的类型

3.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)

4.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  

2. map的构造  

3. map的迭代器 

4. map的容量与元素访问  

 1.着重讨论operator[]

问题：当key不在map中时，通过operator获取对应value时会发生什么问题？

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 !!!

<code>pair<iterator, bool> ret = insert(key, V());

return ret.first->second;//这里返回的是value

5. map中元素的修改 

<code>#include <string>

#include <map>

void TestMap()

{

map<string, string> m;

// c++98 插入

m.insert(pair<string, string>("peach", "桃子"));

// c++11 插入

m.insert(make_pair("banan", "香蕉"));

// 借用operator[]向map中插入元素

   /*

operator[]的原理是：

 用<key, T()>构造一个键值对，然后调用insert()函数将该键值对插入到map中

 如果key已经存在，插入失败，insert函数返回该key所在位置的迭代器

 如果key不存在，插入成功，insert函数返回新插入元素所在位置的迭代器

 operator[]函数最后将insert返回值键值对中的value返回

*/

   // 将<"apple", "">插入map中，插入成功，返回value的引用，将“苹果”赋值给该引

用结果，

m["apple"] = "苹果";

cout << m.size() << endl;

// 用迭代器去遍历map中的元素，可以得到一个按照key排序的序列

for (auto& e : m)

cout << e.first << "--->" << e.second << endl;

cout << endl;

// map中的键值对key一定是唯一的，如果key存在将插入失败

auto ret = m.insert(make_pair("peach", "桃色"));

if (ret.second)

cout << "<peach, 桃色>不在map中, 已经插入" << endl;

else

cout << "键值为peach的元素已经存在：" << ret.first->first << "--->"

<< ret.first->second <<" 插入失败"<< endl;

// 删除key为"apple"的元素

m.erase("apple");

if (1 == m.count("apple"))

cout << "apple还在" << endl;

else

cout << "apple被吃了" << endl;

}

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_2 N)

6. 支持[]操作符，operator[]中实际进行插入查找。  

7. multimap

https://cplusplus.com/reference/map/multimap/?kw=multimap

1. 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，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 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。 所以multimap中没有重载operator[]操作

8.实际应用 

1.前k个高频单词

. - 力扣（LeetCode）

<code>class Solution {

public:

struct compare

{

bool operator()(const pair<string,int> V1,const pair<string,int> V2)

{

return (V1.second > V2.second) || (V1.second == V2.second && V1.first < V2.first);//如果一样就按first排序

}

};//！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！

vector<string> topKFrequent(vector<string>& words, int k) {

map<string,int> CountMap;

for(auto& e : words)

{

CountMap[e]++;//这里并没有有序，因为map的默认构造是根据key的大小进行排序插入的，但本题的要求是先按value降序排序，若相同再按key升序排序

}

vector<pair<string,int>> v(CountMap.begin(),CountMap.end()); //需要存到vector内才能调用sort函数因为迭代器类型不同

sort(v.begin(),v.end(),compare());//这里传的是compare对象，不是模板参数，sort支持仿函数

//如果不写compare直接调用会出问题，一是迭代器类型不匹配，

vector<string> vs;

for(size_t i=0; i<k;i++)

{

vs.push_back(v[i].first);

}

return vs;

}

};

仿函数往期连接：priority移情别恋c++ ദ്ദി˶ｰ̀֊ｰ́ ) ——8.stack&&queue&&priority_queue(模拟实现）-CSDN博客 

2.两个数组的交集 

. - 力扣（LeetCode）

<code>class Solution {

public:

vector<int> intersection(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) {

set<int>arr(nums1.begin(),nums1.end());

set<int>brr(nums2.begin(),nums2.end());

vector<int> str;

int num=0;

auto it1=arr.begin();

auto it2=brr.begin();

while(it1!=arr.end()&&it2!=brr.end())

{

if(*it1!=*it2)

{

if(*it1<*it2)

it1++;

else

it2++;

}

else

{

str.push_back(*it1);

it1++;

it2++;

}

}

return str;

}

};

map和set对比

综上所述map和set很相似，很多接口都一样，区别如下