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一、set
1.set的介绍
翻译: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<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 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:log2 n7. set中的元素不允许修改(为什么? --- 麻烦 排序的维护,唯一性的维护,时间复杂度的维护) 8. set中的底层使用二叉搜索树(红黑树)来实现。
2.set的使用
2.1 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<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2.2 set的构造
函数声明 | 功能介绍 |
set(const Compare& comp = Compare(),const Allocstor& = Allocator()); | 构造空的set |
set(InputIterator first,InputIterator last,const Compare& comp = Compare(),const Allocator& = Allocator()); | 用[first,last)区间中的元素构造set |
set(const set<Key,Compare,Allocator>& x); | set的拷贝构造 |
2.3 set的迭代器
函数声明 | 功能介绍 |
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 |
2.4 set的容量
函数声明 | 功能介绍 |
bool empty() const | 检测set是否为空,空返回true,否则返回false |
size_type size() const | 返回set中有效元素个数 |
2.5 set的修改操作
函数声明 | 功能介绍 |
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,没有找到返回end() |
size_type count ( const key_type& x ) const | 返回set中值为x的元素的个数 |
2.6 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[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; }
二、map
1.map的介绍
翻译: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的标识元素,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<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的使用
2.1 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。2.2 map的构造
函数声明 | 功能介绍 |
map() | 构造一个空的map |
2.3 map的迭代器
函数声明 | 功能介绍 |
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 |
2.4 map的容量与元素访问
函数声明 | 功能介绍 |
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 |
mapped_type& operator[] (const key_type& k) | 返回key对应的value |
2.5 map中元素的修改
函数声明 | 功能简介 |
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代表释放插入成功 |
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 |
2.6 map的使用举例
#include <string> #include <map> void TestMap() { map<string, string> m; // 向map中插入元素的方式: // 将键值对<"peach","桃子">插入map中,用pair直接来构造键值对 m.insert(pair<string, string>("peach", "桃子")); // 将键值对<"peach","桃子">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<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"; // key不存在时抛异常 //m.at("waterme") = "水蜜桃"; 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; }
【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_2 N)6. 支持[]操作符,operator[]中实际进行插入查找。
三、multiset
1.multiset的介绍
[翻译]: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)。注意:
1. multiset中在底层中存储的是<value, value>的键值对 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是中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_2 N)7. multiset的作用:可以对元素进行排序
2.multiset的使用
此处只简单演示set与multiset的不同,其他接口与set相同,可参考set。#include <set> void TestSet() { int array[] = { 2, 1, 3, 9, 6, 0, 5, 8, 4, 7 }; // 注意:multiset在底层实际存储的是<int, int>的键值对 multiset<int> s(array, array + sizeof(array) / sizeof(array[0])); for (auto& e : s) cout << e << " "; cout << endl; return 0; }
四、multimap
1.multimap的介绍
翻译: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<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排序和唯一地标识元素,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的使用
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(可思考下为什么?)。(多个key与value没有形成映射关系)4. 使用时与map包含的头文件相同。
五、OJ题练习使用
1.前K个高频单词
题目:
基本思路:
使用map将所有单词出现的次数进行存储,在使用vector进行排序,再将前K个push_back到新的vector里面进行返回。
解题代码:
class Solution { public: struct kvCom { 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); } }; vector<string> topKFrequent(vector<string>& words, int k) { map<string,int> CountMap; for(auto& e : words) { CountMap[e]++; } //按照int排序 vector<pair<string,int>> v(CountMap.begin(),CountMap.end()); //stable_sort(v.begin(),v.end(),kvCom()); sort(v.begin(),v.end(),kvCom()); vector<string> vs; for(size_t i=0; i<k;i++) { //cout<<v[i].first<<":"<<v[i].second<<endl; vs.push_back(v[i].first); } return vs; } };
2.两个数组的交集
题目:
基本思路:
通过将两个数组分别存进两个set里面(这一步也完成了去重,防止出现多个交集),再用一个vector进行存储返回,之后在其中一个set中查找是否存在另一个set中的值,若存在则push_back到vector中,循环操作,最后将vector进行返回。
解题代码:
class Solution { public: vector<int> intersection(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) { set<int> s1(nums1.begin(),nums1.end());//已经完成去重工作 set<int> s2(nums2.begin(),nums2.end()); vector<int> v; for(auto e : s1) { auto ret = s2.find(e); if(ret != s2.end()) { v.push_back(*ret); } } return v; } };
六、完结撒❀
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最后我想讲的是,据说点赞的都能找到漂亮女朋友❤