set和map

关联式容器

在初阶阶段，我们已经接触过STL中的部分容器，比如：vector、list、deque、forward_list(C++11)等，这些容器统称为序列式容器，因为其底层为线性序列的数据结构，里面存储的是元素本身。那什么是关联式容器？它与序列式容器有什么区别？
关联式容器也是用来存储数据的，与序列式容器不同的是，其里面存储的是<key, value>结构的键值对，在数据检索时比序列式容器效率更高。

键值对

用来表示具有一一对应关系的一种结构，该结构中一般只包含两个成员变量key和value，key代表键值，value表示与key对应的信息。

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

①set是一个树形结构的容器，它会按一定次序存储数据(默认是升序)，并且set会对数据进行去重操作
②前面有讲过二叉搜索树，set也是一个树形结构的容器。 set中只有一个value参数（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。）
③set在底层是用二叉搜索树(红黑树)实现的。
④查找效率比较高，时间复杂度为O(logN^2)
⑤set中的元素不允许修改

unordered_set

unordered_set是特殊的set，与set不同的点在于，unordered_set不会对数据进行排序。
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。

具体看操作（解析部分操作）

insert

set进行insert操作，传入一个键值对，由于set存放的是<value,value>，所以只需要传一个value就足够了。 (value就是key)
返回值： 是一个pair类型，里面有两个参数。 第一个表示key所在位置的迭代器，第二个bool值表示是否插入成功。 也就是说，如果我们插入的这个值在set中已经存在，那么就会插入失败，返回的就是已存在key的迭代器，以及false值。 如果插入的这个值在set中不存在，那么就会找到恰当的位置插入进去，返回新插入节点的迭代器，以及true值。

当然，也可以以set一部分的迭代器区间来插入

find

set进行find也是传入一个键值对，传入value值就可以(value就是key)。返回对应key的迭代器，如果key不存在就返回set::end

count

set使用count时，依旧传入键值对，也就是value(key)，接着count会去set找，传入的值是否存在，如果存在那么会返回1(因为set中数据存在也只会存在一个)，不存在就返回0。

使用一下set吧

#include<set>  // 使用set需要包头文件
#include<iostream>
void TestSet1()
{
	// 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 };  // 0到9之间的数字都有出现
	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;
}

结果：(set具有去重的功能)

map

①map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。（相较于set，map相当于kv模型，既有key又有value）。
②在map中，键值key通常用于排序和惟一地标识元素，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
③在内部，map中的元素总是按照键值key进行比较排序的(同样默认是排升序）
④ 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
但是set、multiset、multimap都是不支持[]访问的！！！
⑤map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))
⑥查找效率比较高，时间复杂度为O(logN^2)
⑦map中的key是唯一的，并且不能修改


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。

map还有初始化列表的构造，具体的形式是这样的：

unordered_map

与unordered_set类似，就是在map的基础上多出一条规则，不对数据进行排序！

insert

在开始之前，我们先来看看map的几个参数

map的键值对为<key,value>，所以我们在传入参数时，是与set会有些许不同的。 我们传入参数可以用以下两种方法：

// 第一种
    m.insert(pair<string, string>("peach", "桃子"));
// 第二种
    m.insert(make_pair("banana", "香蕉"));

第一种是直接构造，第二种是用到了一个 make_pair的函数

make_pair

使用make_pair，直接将map的key和value传进去就可以了，这个函数会自动帮我们创建并返回我们需要的pair类型。

operator[]

首先operator[]map独有的一个操作。set、multiset、multimap都是不具备的！


operator的底层原理是利用的insert操作，insert与前面set的操作类似，只不过insert里面传入的参数是<key,value>，多了一个参数而已

insert返回值，是一个pair<iterator,bool>，我们通过调用first，就可以拿到对应key的迭代器，再通过迭代器，就可以访问到这个key所对应的value(通过迭代器.second获得)。
我们模拟一下底层就是这样的：

我们结合上图看，operator[]的返回值是一个key对应的value值。 operator因为底层是调用的insert，所以不管这个值key存不存在，insert返回过来的pair<iterator,bool>，iterator都是存在的。 所以我们再通过这个iterator就可以找到key对应的value值了。

具体看一看operator[]可以用来做些什么吧！

void test_map2()
{
	map<string, string> dict;
	dict.insert({ "string", "字符串" });

	// 插入（一般不会这么用）
	dict["right"];  //不存在，就插入

	// 插入+修改
	dict["left"] = "左边";  // 不存在，就进行插入，插入之后还要进行修改value值

	// "查找"
	cout << dict["string"] << endl; //因为返回的是value值，如果存在就打印得出来结果

	// 修改
	dict["right"] = "右边";  // 已经存在，这里的操作就是直接进行修改
}

我们再提及一个点，我们要注意map的operator[]和vector中operator[]作用是完全不同的。

vector中是以下标去访问数据，而map中实际是去插入，或者进行修改以及查找，并不是以下标去对应访问的！

其他的操作与set类似，这里就不再过多叙述！
那么接下来，我们还是来看看map操作的具体使用

map的具体使用

#include <string>
#include <map>
void TestMap1()
{
	map<string, string> m;
	// 向map中插入元素的方式：
	// 1.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"));
	// 2.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("banana", "香蕉"));
	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"))  //count的使用
		cout << "apple还在" << endl;
	else
		cout << "apple被吃了" << endl;
}

void test_map3()
{
	string arr[] = { "苹果", "西瓜", "苹果", "西瓜", "苹果", "苹果", "西瓜",
		"苹果", "香蕉", "苹果", "香蕉","苹果","草莓", "苹果","草莓" };
	map<string, int> countMap;  // map用来计数
	for (auto& e : arr)
	{
		auto it = countMap.find(e);  // find的使用  没找到就会返回map::end
		if (it != countMap.end())   //找到就进入循环，让对应key的value值++
		{
			it->second++;
		}
		else   // 如果这个key本身还不存在，那我们就进行插入
		{
			//countMap.insert({ e, 1 });
			countMap.insert(make_pair(e,1));
		}
	}

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

multiset和multimap

multiset中的元素不能修改。 multimap中的key也同样不能修改，但value可以修改。

set和map都会进行去重的操作，而multiset和multimap就是在set和map的基础上不对数据进行去重的操作。 其他的都是相同的，multimap和map还有一个不同的点在于multimap不能使用operator[]。
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。
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。

同样用实例看看区别：

void test_map3()
{
	string arr[] = { "苹果", "西瓜", "苹果", "西瓜", "苹果", "苹果", "西瓜",
		"苹果", "香蕉", "苹果", "香蕉","苹果","草莓", "苹果","草莓" };
	map<string, int> countMap;
	for (auto& e : arr)
	{
		auto it = countMap.find(e);
		if (it != countMap.end())   //没找到就会返回npos
		{
			it->second++;
		}
		else
		{
			//countMap.insert({ e, 1 });
			countMap.insert(make_pair(e,1));
		}
	}

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

可以看到结果是没有进行去重操作的： 对应的水果数量都不为1