【C++】map和set

小明 2025-04-29 05:41:04 5

1. 关联式容器

在初阶阶���，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

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： 
template 
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. 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。

3.1 set

介绍

1. set是按照一定次序存储元素的容器 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。 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。 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： 1. 与map/multimap不同，map/multimap中存储的是真正的键值对，set中只放 value，但在底层实际存放的是由构成的键值对。 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 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：$log_2 n$ 7. set中的元素不允许修改(为什么?) 8. set中的底层使用二叉搜索树(红黑树)来实现

使用

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 1.构造一个空的set 2.按照迭代器指示的范围构建一个set 3.对一个别的set进行拷贝构造 
	int arr[] = { 7,23,43,52,1,55,3,43,13,45 };
	set set_empty();
	set set_iterator(arr, arr + sizeof(arr) / sizeof(arr[0]));
	set set_copy(set_iterator);

3.2 map

介绍

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 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))。

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 
#include 
#include 
void TestMap()
{
	map m;
	// 向map中插入元素的方式：
	// 将键值对插入map中，用pair直接来构造键值对
	m.insert(pair("peach", "桃子"));
	// 将键值对插入map中，用make_pair函数来构造键值对
	m.insert(make_pair("banan", "香蕉"));
	// 借用operator[]向map中插入元素
	//operator[]的原理是：
	// 用构造一个键值对，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";
	// key不存在时抛异常
	//m.at("waterme") = "水蜜桃";
	cout
The End

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