C++精通之路:map和set
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一:关联式容器
- 容器分类:
序列式容器:
初阶阶段中学习过STL中的部分容器,如:vector、list、deque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
关联式容器:
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(保存映射关系),在数据检索时比序列式容器效率更高
二:键值对
- 概念:
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
- SGI-STL中关于键值对的定义:
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:set
1. set的介绍
- 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
2. set的使用
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<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
3. set的使用举例
#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));
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;
}
- C++中的multiset
-
multiset容器与set容器实现和接口基本一致,唯一区别就是,multiset允许键值冗余,即multiset容器当中存储的元素是可以重复的
-
注意:对于find来说multiset返回底层搜索树中序的第一个键值为key的元素的迭代器
四: map
一:map的介绍
- 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 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))
二:map的使用
- 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。
三: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
- 支持[]操作符,operator[]中实际进行插入查找。
四:multimap
multimap容器与map容器的底层实现以及成员函数的接口都是基本一致,区别是multimap允许键值冗余,即multimap容器当中存储的元素是可以重复的
- 注意:
对于find来说multimap返回底层搜索树中序的第一个键值为key的元素的迭代器
由于multimap容器允许键值冗余,调用[
运算符重载函数时,应该返回键值为key的哪一个元素的value的引用存在歧义,因此在multimap容器当中没有实现[ ]运算符重载函数
五:有关oj题
- 前K个高频单词:(题目链接)
- 代码:
class Solution {
public:
vector<string> topKFrequent(vector<string>& words, int k) {
//sort不稳定,堆排序也一样
//用两个map来排序
map<string,int> countMap;
for(auto& e: words)
{
countMap[e]++;
}
multimap<int,string,greater<int>> Map; //必须要用multimap,不然出现次数相同的string会被抵消掉
for(auto& e:countMap )
{
Map.insert(make_pair(e.second,e.first));
}
auto it = Map.begin();
vector<string> v;
while(k--)
{
v.push_back(it->second);
it++;
}
return v;
}
};
- 思路:
- 用一个map按字典序排字符串,并且记录出现次数
- 再用一个multimap来排序出现次数,并且记录字符串
- 利用迭代器来输出前k大的数
- 注意:
- 不能使用sort和堆来排序,因为不稳定
- 注意第二个map必须要用multimap,不然出现次数相同的string会被抵消掉
- multimap<int,string,greater<int>> Map; ,注意是greater<int>
总结:
- 当你只需要查找信息是否存在时,用set。
- 当你需要利用当前信息去查看与之关联的信息时,用map.
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