C++的STL 中 set.map multiset.multimap 学习使用详细讲解(含配套OJ题练习使用详细解答)

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作者
筋斗云
阅读量:4

目录

一、set

1.set的介绍

2.set的使用

2.1 set的模板参数列表

2.2 set的构造

2.3 set的迭代器

2.4 set的容量

2.5 set的修改操作

2.6 set的使用举例

二、map

1.map的介绍

2.map的使用

2.1 map的模板参数说明

2.2 map的构造

2.3 map的迭代器

2.4 map的容量与元素访问

2.5 map中元素的修改

2.6 map的使用举例

三、multiset

1.multiset的介绍

2.multiset的使用

四、multimap

1.multimap的介绍

2.multimap的使用

五、OJ题练习使用

1.前K个高频单词

2.两个数组的交集

六、完结撒❀


一、set

1.set的介绍

set文档介绍

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. 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。 Compareset中元素默认按照小于来比较 Allocset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, 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 )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xset中已经 存在,返回<xset中的位置,false>
void erase ( iterator position ) 删除setposition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[first, last)区间中的元素
void swap (set<Key,Compare,Allocator>& st);交换set中的元素
void clear ( )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

map的文档介绍

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.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,keyvalue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value6.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()end()begin:首元素的位置,end最后一个元素的下一个位置
cbegin()cend()beginend意义相同,但cbegincend所指向的元素不 能修改
rbegin()rend()反向迭代器,rbeginend位置,rendbegin位置,其 ++--操作与beginend操作移动相反
crbegin()crend()rbeginrend位置相同,操作相同,但crbegincrend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
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?

注意:在元素访问时,有一个与operator[]类似的操作at()(该函数不常用)函数,都是通过key找到与key对应的value然后返回其引用,不同的是:key不存在时,operator[]用默认valuekey构造键值对然后插入,返回该默认valueat()函数直接抛异常

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)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 ( )map中的元素清空
iterator find ( const key_type& x )map中插入keyx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 map中插入keyx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keyx的键值在map中的个数,注意mapkey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

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

multiset文档介绍

[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. 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keykey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),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. 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. 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setmultiset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

multimap文档链接

翻译:
1. Multimaps是关联式容器,它按照特定的顺序,存储由keyvalue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. 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。keyvalue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keyvalue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:multimapmap的唯一不同就是:map中的key是唯一的,而multimapkey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❀

如果以上内容对你有帮助不妨点赞支持一下,以后还会分享更多编程知识,我们一起进步。
最后我想讲的是,据说点赞的都能找到漂亮女朋友❤

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