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C++进阶-- map和set

news 2025/8/23 12:54:11

关联式容器

在前面，我们所学的vector、list、deque，这些都是序列容器，也就是底层为线性序列的数据结构。
而关联式容器是C++标准库中的一种类别，用于存储键值对（key-value pair），关联式容器中的元素中的元素是按照键值进行有序存储的，同时也支持快速查找、插入、修改等操作。而map和set就是主要的类型；

这些关联式容器在实现上通常采用平衡二叉搜索树或哈希表等数据结构来保证元素的有序性和高效的查找性能。

键值对

键值对是关联式容器中的一种结构，它由一个键（key）和一个对应值（value）组成。在关联式容器中，每个元素都有一个唯一的键，用于标识和访问该元素。键值对的特性使得关联式容器能够通过键快速查找、插入、删除。

在关联式容器中，键通常用于确定元素的顺序和唯一性，而值则是与键关联的数据。键和值可以是任何类型，但通常使用类或结构体作为键类型，以提供自定义的比较规则。通过比较键的值，关联式容器能够按照键的顺序进行有序存储，并支持快速的查找操作。

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)
{}
};

set

介绍

set是C++标准库中的一种关联式容器，它用于存储一组有序的、唯一的元素。set中的元素按照键值进行自动排序，并且不允许存在重复的元素。

set在底层是由二叉搜索树（红黑树）实现的。
set中只放value，但在底层实际存放的是由<vlaue,value> 构成的键值对。

set中查找某个元素时，时间复杂度为：log_2 n .

使用

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void test1()
{set<int> s;s.insert(1);s.insert(3);s.insert(3);s.insert(4);s.insert(6);s.insert(9);s.insert(7);set<int>::iterator it = s.begin();while (it != s.end()){cout << *it << " " ;it++;}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<int>::iterator pos = s.find(7);if (pos != s.end()){cout << "找到了" << endl;s.erase(pos);}}

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void test2()
{set<int> s;s.insert(1);s.insert(3);s.insert(3);//s.insert(4);s.insert(6);s.insert(9);s.insert(7);auto start = s.lower_bound(4);cout << *start << endl;auto finish = s.upper_bound(4);cout << *finish << endl;
}

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muiltiset

multisetsC++标准库中的一种关联式容器，它与set容器类似，但允许存储重复的元素。
muiltiset容器和set容器的主要区别在于对重复元素的处理。在set容器中，每个键值只能出现一次，而在muitiset容器中，同一个键值可以出现多次。multisey中的元素会根据键值自动进行排序。

void test3()
{multiset<int> s;s.insert(5);s.insert(1);s.insert(6);s.insert(3);s.insert(4);s.insert(5);s.insert(1);s.insert(1);s.insert(5);s.insert(1);s.insert(1);s.insert(2);s.insert(7);s.insert(10);multiset<int>::iterator it = s.begin();while (it != s.end()){cout << *it << " ";++it;}cout << endl;//统计相同元素的个数cout << s.count(1) << endl;cout << s.count(5) << endl;
}

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map

介绍

map是C++标准库中的一种关联式容器，它用于存储一组键值对。每个元素都由一个唯一的键和对应的值组成。map中的元素按照键进行自动排序，并且不允许存在重复键。

在map内部，key和value通过成员类型value_type绑定在一起，为其取别名为pair；

typedef pair<const key,T> value_type;

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值；

map通常被实现为二叉搜索树（平衡二叉搜索树）.

使用

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void test4()
{map<string, string> dict;dict.insert(pair<string, string>("sort", "排序"));//pair<string, string> kv("string", "字符串");pair<string, string> kv = { "string", "字符串" };dict.insert(kv);// C++11 多参数隐式类型转换(构造函数)dict.insert({ "apple", "苹果" });// C++98dict.insert(make_pair("sort", "排序"));for (auto& kv : dict){cout << kv.first << ":" << kv.second << endl;}cout << endl;
}

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void test5()
{string arr[] = { "苹果", "西瓜", "苹果", "西瓜", "苹果", "苹果", "西瓜",
"苹果", "香蕉", "苹果", "西瓜", "香蕉", "草莓" };map<string, int> countMap;for (auto& e : arr){countMap[e]++;}for (auto& kv : countMap){cout << kv.first << ":" << kv.second << endl;}cout << endl;//通过operator[]进行查找value值cout << countMap["苹果"] << endl;
}