STL详解---set和map

多米诺骨牌㊫

已于 2024-10-01 19:58:33 修改

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分类专栏： C++ 文章标签： c++ 数据结构开发语言

于 2024-08-14 14:41:05 首次发布

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1.set

（1）概念

set本质上是搜索二叉树的key模型。set的底层依然使用到了模板，因此我们这样定义set类型的对象：

set<int> s;

（2）遍历

迭代器法遍历

	set<int>::iterator it = s.begin();//定义迭代器it为s.begin()
	while (it != s.end())//依次遍历s中的数据
	{
		cout << *it << " ";
		it++;
	}

范围for遍历

	for (auto& e: s)
	{
		cout << e << " ";
	}

（3）插入与删除

insert()

使用insert()函数进行插入数据，具有去重的作用，这是因为set的底层就是一个key模型的搜索二叉树。是没有相同的元素的。

	s.insert(3);
	s.insert(5);
	s.insert(1);
	s.insert(1);
	s.insert(7);
	s.insert(0);
	s.insert(6);
	s.insert(9);
	s.insert(9);

当向s中插入这一元素的时候，遍历后打印出来的结果是：

可以发现，并没有录入重复的元素。

并且我们会发现，迭代器走的是中序遍历的路线。

erase()

与其他容器的erase一样，set的erase可以传入值，迭代器或者迭代器区间。

当我们要传入迭代器的时候，需要检测迭代器位置是否存在（如果find访问的val存在，返回val的迭代器；否则返回end），否则会发生崩溃：

	set<int> ::iterator pos = s.find(3);
	if (pos != s.end())
	{
		s.erase(pos);
	}

而当我们向erase中传入值得时候，即使这个值不存在，程序也不会崩溃，这是因为传入值得底层就是传入迭代器并且进行了检测。

我们发现当我们传入100的时候程序并没有崩溃。
我们也可以通过查阅文档来观察erase函数的返回值

返回一个size_type类型的变量：

它的含义是被删除节点的个数。
可能你会问，这不是一棵搜索树吗，节点只有一个，当然size_type的值就是1啊。

（4）multiset

通过上述对set得解释我们可以知道，set是一颗搜索树，通过它可以实现数据得插入去重和排序，那么如果我们不想去重呢？STL提供了一颗基于set得搜索树multiset，他没有对数据进行去重得操作。用法和set类似：

	multiset<int> s;
	s.insert(3);
	s.insert(5);
	s.insert(1);
	s.insert(1);
	s.insert(1);
	s.insert(1);
	s.insert(6);
	s.insert(9);
	s.insert(9);
	set<int>::iterator it = s.begin();
	while (it != s.end())
	{
		cout << *it << " ";
		it++;
	}

此时进行插入操作之后，再进行遍历我们发现没有发生去重操作：

我们发现遍历它依然是经过中序遍历。那么对于相同元素来说，使用find查找，找到的是哪一个值呢？

我们可以通过下面这段代码来进行尝试：

	set<int>::iterator it = s.begin();
	while (it != s.end())
	{
		cout << *it << " ";
		it++;
	}
	cout << endl;
	multiset<int>::iterator pos = s.find(1);
	while (pos != s.end())
	{
		cout << *pos << " ";
		++pos;
	}

我们可以对比这两段代码，第一段代码是从头开始遍历整个set，第二段代码是从find(1)得位置开始遍历整个set：

两者打印的结果是相同得，因此find（1）得位置其实就是set中序遍历的起始位置。

当我们使用erase函数来进行删除的时候，它删除的是所有该元素，比如我们可以测试一个erase（1），它删除了所有1：

（5）set总结

注意set只有增删查，没有修改的函数。

这是因为一旦修改了key的值，set就不是一棵搜索二叉树了。set底层的普通迭代器的实现和const迭代器的实现是一样的。*pos是一个常量。

此时会发生报错。

2.map

（1）概念

map的本质其实就是搜索二叉树的key/value模型map的每一个节点都是名为pair的结构体，pair有两个元素，其中first元素存放的是key的值，second元素存放的是value的值。

map<string, string> dict;
pair<string, string>kv1("sort", "排序");

其中dict为一颗key，value的搜索二叉树，kv1为它的一个节点。向pair的构造函数中传入key：sort和value：排序。

map的key是不支持做修改的，但是它的value是支持修改的。

（2）插入

insert的使用

map中依然有insert，不过和set不同的是，map插入的是一个pair类型的对象：

使用insert函数进行插入有三种方法

map<string, string> dict;
pair<string, string>kv1("sort", "排序");
dict.insert(kv1);//插入pair类型对象
dict.insert(pair<string, string>("string", "字符串"));//使用匿名对象进行插入
dict.insert(make_pair("test", "测试"));//使用make_pair函数进行插入

其中使用make_pair函数进行插入最为常见，他返回一个pair的匿名对象。本质上都是向map中插入带有key和value的pair。

我们可以通过水果的例子：

string arr[] = { "苹果","橘子","鸭梨","水蜜桃","苹果","橘子","鸭梨", };
map<string, int> countMap;
for (auto& str : arr)
{
	auto ret = countMap.find(str);
	if (ret == countMap.end())
	{
		countMap.insert(make_pair(str, 1));
	}
	else
	{
		ret->second++;
	}
}
for (auto e : countMap)
{
	cout << e.first << ":" << e.second << endl;
}

我们就可以使用map的insert函数来进行插入操作了。当插入失败的时候，就对ret的second进行++操作。

insert的返回值

我们可以通过查看文档来进行返回值的查看：

我们发现它返回的是一个迭代器类型，并对其进行了解释：

//insert,返回一个pair类型，pair的第一个元素是一个迭代器，它指向被插入元素；第二个元素是一个bool类型的值
//如果插入的元素已经存在，迭代器指向已经存在的元素，bool返回false
//如果插入的元素不存在，迭代器指向该元素，bool返回true

insert返回的是两个pair嵌套在一块的pair（iterator(pair<iterator(<string,int>), bool>)）

了解了insert的返回值我们就可以改良一下上述代码：

for (auto& str : arr)
{
	auto kv = countMap.insert(make_pair(str, 1));
	if (!kv.second)
	{
		kv.first->second++;
	}
}

[]的重载使用

[]的引用使我们插入，删除，查找更加方便：

for (auto& str : arr)
{
	countMap[str]++;
}

这段代码使我们插入更加方便，我们可以查阅一下[]重载的返回值：

我们来分析一下这一长条，其中mapped_type()表示的是一个匿名的value。k表示的是我们要插入的str。

分为插入成功以及插入不成功两种情况来进行讨论：

成功：当插入成功的时候，insert返回一个pair，对象调用该pair的first（即插入成功的位置）再解引用得到插入成功位置处的pair，然后再调用它的second（即value）。

失败：当插入失败的时候，insert返回一个pair，对象调用该pair的first（即相同元素的位置）解引用得到相同元素处的pair，再调用该pair的second，再对其进行操作。

其实[]与insert的区别就是，insert返回pair的second是bool值，这个是一个value的值，返回之后对这个值进行操作。

使用[]来进行插入时最常用的一种方式。它可以进行修改，插入和查找：

map<string, string> dict;
dict.insert(make_pair("left", "左边"));
dict.insert(make_pair("sort", "排序"));
dict["left"] = "剩余";//插入失败，返回已经存在pair的first，再解引用对pair的第二值进行修改
dict["test"] = "测试";//插入成功，返回插入成功pair的first，再解引用对pair的value进行赋值

（3）遍历

迭代器遍历

map<string, string>::iterator it = dict.begin();
while (it != dict.end())
{
	cout << (*it).first << ":" << (*it).second << endl;
	it++;
}

map的每一个元素是pair，it就是一个指向pair的指针，要遍历出key和value需要使用指针解引用的形式来调用pair中的first和second。

注意使用.方式进行遍历的时候，需要加（），这是因为.的优先级比*高。

范围for遍历

	for (auto& e : dict)
	{
		cout << e.first << ":" << e.second << endl;
	}

（4）删除

和set一样，可以向erase函数传入，迭代器，值或者迭代器区间来进行删除，注意传入的是key的值：

（5）multimap

同set,map也有multimap，当使用multimap的时候，二叉树的节点可以重复进行插入。