map和set的应用总结

原创已于 2025-10-04 17:10:55 修改 · 788 阅读

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#java #算法 #数据库

于 2025-08-31 19:05:09 首次发布

一、相同点

二、主要区别

三、衍生容器：multiset和multimap（使用较少）

四、有关map的oj题目

1.给定一个单词列表 words 和一个整数 k ，返回前 k 个出现次数最多的单词。返回的答案应该按单词出现频率由高到低排序。如果不同的单词有相同出现频率，按字典顺序排序。

2.输入一个英文句子，把句子中的单词(不区分大小写)按出现次数按从多到少把单词和次数在屏幕上输出来，次数一样的按照单词小写的字典序排序输出，要求能识别英文单词和句号。

一、相同点

底层数据结构

map和set底层均采用平衡搜索二叉树（红黑树）实现
红黑树是一种自平衡二叉查找树，能保证最坏情况下基本操作的时间复杂度
查找操作的时间复杂度均为O(logN)
- 示例：当数据量为100万时，查找次数最多为20次（log₂10⁶≈20）
两者都基于key值进行排序和插入操作
默认采用升序排列（可通过比较函数修改）
示例：插入顺序为5,3,7时，实际存储顺序为3,5,7
2.自动去重特性
set会自动过滤重复元素
- 示例：插入1,2,2,3后，set中实际存储为1,2,3
map会忽略相同key的插入操作
- 示例：已存在key=5的记录时，再次插入key=5的数据会被忽略


int arr[] = {1,2,3,1,1,2};
set<int> se(arr, arr+6);  // 自动去重后元素为{1,2,3}

map<int,int> mp;
mp.insert({1,2});
mp.insert({1,3});  // 因key重复，此操作被忽略

其他共同特性

均属于STL关联容器
迭代时保持有序性
支持反向迭代器(rbegin/rend)
内存分配采用动态增长方式

插入后的key值不可修改（可删除但不可更改）；
自动排序特性：
- 默认按升序排列
- 可通过中序遍历获取有序序列

二、主要区别

头文件包含不同：map使用#include<map>，set使用#include<set>
访问方式差异：
- map支持[]操作符进行数据插入和访问
- set未重载[]操作符

示例说明：

map<string,string> mp;
mp["insert"];  // 若不存在则自动插入该键值对
mp["insert"] = "插入";  // 修改对应键的值

内部结构不同：
- map<T,T>存储的是pair<T,T>键值对
- set<T>直接存储数据T

三、衍生容器：multiset和multimap（使用较少）

主要特性：

支持存储重复元素
find操作会返回中序遍历时遇到的第一个匹配元素

四、有关map的oj题目

1.给定一个单词列表 `words` 和一个整数 `k` ，返回前 `k` 个出现次数最多的单词。返回的答案应该按单词出现频率由高到低排序。如果不同的单词有相同出现频率，按字典顺序排序。

示例：

输入: words = ["i", "love", "leetcode", "i", "love", "coding"], k = 2
输出: ["i", "love"]
解析: "i" 和 "love" 为出现次数最多的两个单词，均为2次。
    注意，按字母顺序 "i" 在 "love" 之前。

代码+注释：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<iostream>
#include<map>
#include<algorithm>//sort的头文件算法头文件
#include<vector>
#include<string>
using namespace std;
class myfunc
{
public:
    bool operator()(const pair<string, int>& i, const pair<string, int>& j)
    {
        return i.second > j.second ||
            i.second == j.second && i.first < j.first;//先比较second大的排前面
        //要是相等就比较first把较小的排前面；

    }

};//仿函数控制sort的比较逻辑
class Solution {
public:
 
    vector<string> topKFrequent(vector<string>& words, int k) {
        map<string, int> a;
        for (auto e : words)
        {
            a[e]++;//map类的[]使用会返回value也就是key对应的map里的第二个存储值
        }
        vector<pair<string, int>>  v(a.begin(), a.end());//由于sort只能遍历随机迭代器
        //所以我们只能把map里的值其内核pair传到vector里面比较
        sort(v.begin(), v.end(), myfunc());//不使用pair自带的比较不符合题意；自己写仿函数进行比较
        vector<string> vv;
        for (int i = 0;i < k;i++)
        {
            /*vv[i] = v[i].first;*/
            vv.push_back(v[i].first);//把排好队的string输入
        }
        return vv;


    }
};


int main()
{
    Solution s;
    vector<string> wd = { "i","i","a","a","wapd","b","b","b"};
   vector<string> w = s.topKFrequent(wd, 3);
   for (auto e : w)
   {
       cout << e << " ";
   }//返回k个数量最多的单词

}

第一题的进阶版本：

2.输入一个英文句子，把句子中的单词(不区分大小写)按出现次数按从多到少把单词和次数在屏幕上输出来，次数一样的按照单词小写的字典序排序输出，要求能识别英文单词和句号。

示例：

输入：
A blockhouse is a small castle that has four openings through which to shoot.
复制
输出：
a:2
blockhouse:1
castle:1
four:1
has:1
is:1
openings:1
shoot:1
small:1
that:1
through:1
to:1
which:1

代码＋注释：

#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<string>
#include<vector>
#include<map>
using namespace std;
class func
{
public:
    bool operator()(const pair<string, int> i, const pair<string, int> j)
    {
        return i.second > j.second || i.second == j.second && i.first < j.first;

    }
};//控制大小比较
int main() {
    map<string, int> mp;
    string str;
    getline(cin, str);//直接输入一整行的字符进入str中；
    for (int c = 0;c < str.size();c++)
    {
        if (str[c] != '.' && str[c] != ' ' && str[c] < 'a')
        {
            str[c] = str[c] + 32;
        }
    }//将大写字母全部转换为小写两者差32；
    size_t i = 0;
    size_t vsize = 0;
    size_t p = 0;
    p = str.find(' ');//找到第一个空格
    while (p != str.find('.'))//不是句号就不停
    {
        string word(str.begin() + i, str.begin() + p);//把句子拆分成单词
        mp[word]++;//插入map树中并进行计数；
        i = p + 1;//下一个单词开头
        p = str.find(' ',i);//下一个单词末尾的空格；
        if (p == string::npos)//要是上面的p没有找到空格，就说明只剩下一个单词了这个单词后必是句号
        {
            p = str.find('.');
            string word(str.begin() + i, str.begin() + p);
            mp[word]++;
        }
        
    }
    vector<pair<string, int>> ma(mp.begin(), mp.end());//以vector容器存储ma里的值便于遍历
    sort(ma.begin(), ma.end(), func());//sort用仿函数func（）方法排序；
    for (int n = 0;n < ma.size();n++)
    {
        cout << ma[n].first << ':' << ma[n].second << endl;//输出排好的所有值；
    }

}