C++学习--关联容器的操作

1、关联容器额外的类型别名

除了容器通用的类型别名，如iterator，size_type等

关联容器有额外的类型别名：

1. key_type:此容器的关键字类型
2. mapped_type：关键字关联的类型，只适用于map
3. value_type：对于set，与key_type相同，因为set只有关键字；对于map，是pair<const key_type,mapped_type

    set<string>::value_type v1;//v1是一个string
    set<string>::key_type v2;//v2是一个string
    map<string,int>::value_type v3;//v3是一个pair<const string,int>
    map<string,int>::key_type v4;//v4是一个string
    map<string,int>::mapped_type v5;//v5是一个int

这里也可以看出来pair是map的元素。

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2、关联容器迭代器

（1）、map

    //关联容器的迭代器
    map<string,int> word_count={{"hello",1},{"world",2}};
    auto map_it = word_count.begin();
    //*map_it是一个pair<const string,int>的引用
    cout<<map_it->first<<" "<<map_it->second<<endl;
    map_it->first="new";//错误，first是const的
    ++map_it->second;//正确，second是int

所有再一次理解map的value_type是pair<const key_type,mapped_type>。关键字，即first是不能修改的；而关联的值是可以修改的。

（2）、set

set的迭代器是const的，虽然set类型同时定义了iterator和const_iterator类型，但是都只允许只读访问set元素。于map一样，set的关键字是不能修改的。

所有总的来说，一个set迭代器只能都去元素的值，不能修改

而且map和set都支持begin和end，不过不同的是程序输出是按字典序输出的，因为元素是按字典序升序排列的。

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3、关联容器的添加元素操作

容器的insert成员

可以向容器添加一个元素或者一个元素范围。

由于map和set（包括无序类型）包含的是不重复的关键字，所以插入一个已经存在的元素没有任何影响。

//1、insert
    vector<int> ivec = {2,4,6,8,2,4,6,8};
    set<int> set2;
    set2.insert(ivec.cbegin(),ivec.cend());//接受一对迭代器，将迭代器范围内的元素拷贝到set中
    set2.insert({1,3,5,7,1,3,5,7});//接受一个初始化列表，将列表中的元素拷贝到set中

同时也要注意map的元素是pair类型。

    word_count.insert({"new",1});//插入一个pair对象
    word_count.insert(make_pair("new",1));//通过make_pair生成一个pair对象
    word_count.insert(pair<string,int>("new",1));//通过pair的构造函数生成一个pair对象
    word_count.insert(map<string,int>::value_type("new",1));//通过value_type生成一个pair对象

关联容器的insert操作

1. c.insert(v)或c.emplace(args) :添加单一元素；返回一个pair<iterator,bool>,返回一个pair，一个是指向指定关键字的迭代器，另一个是表示是否插入的bool值。
2. c.insert(b,e)或c.insert(li)：添加一个迭代器范围，或是初始化列表。返回void
3. c.insert(p,v)或c.emplace(p,args):类似第一个，不过有一个迭代器p，用来指出从哪里开始搜索新元素应该存储的位置。返回一个指向具有指定关键字的元素

//重写单词计数程序
    map<string,size_t> word_count1;
    string word;
    while(cin>>word){
        auto ret = word_count1.insert({word,1});
        if(!ret.second){
            ++ret.first->second;
        }
    }

这里ret返回是一个pair，ret.first是指向元素的迭代器，ret.second是表面是否插入新元素的bool值。

注：虽然map和set不能重复存储相同的关键字，但是multimap和multiset是可以重复的，比如一个作者，不可能只有一本书，所以就用到multimap。

multimap<string,string> authors;
authors.insert({"Barth,John","Sot-Weed Factor"});
//添加第二个元素，关键字已经存在
authors.insert({"Barth,John","Lost in the Funhouse"})

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4、删除元素

删除元素的erase操作

1. c.erase(k):从c中删除每个关键字为k的元素。返回一个size_type值，指出删除的元素的数量。
2. c.erase(p)：从c删除迭代器p指定的的元素。p不能是c.end()，必须是一个真实元素。返回指向一个删除元素之后元素的的迭代器。
3. c.erase(b,e):删除迭代器范围中的元素，返回e=下一个元素的迭代器。

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5、map的下标操作

首先，map和unordered_map容器提供了下标运算符和at函数。set和multi~的都没有

类似其他下标操作，map下标接受一个关键字：word_count["Anna"] = 1;

但是与其他下标不同的是，如果map中没有这个关键字，map会为他创建一个插入到map，关联值进行值初始化。所以我们只对非const的map进行下标操作。

1. c[k]:返回关键字为k的关联值（mapped_type）；如果不存在，创建一个插入到map
2. c.at(k)：访问关键字为k的元素，带参数检查；若k不存在，会抛出out_of_range的异常

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6、访问元素

在一个关联容器中查找元素的操作

1. 下标和at：只适用于非const的map和unoreded_map；
2. c.find(k):返回一个迭代器，指向第一个关键字为k的元素，若k不在容器中，返回尾后迭代器
3. c.count(k):返回关键字为k的元素的数量。对于不重复关键字的容器，只会是0和1；
4. c.lower_bound(k):返回一个迭代器，指向第一个关键字不小于k的元素，也就是第一个具有k的元素；
5. c.upper_bound(k):返回一个迭代器，指向第一个关键字大于k的元素；4和5不适用无序容器
6. c.equal_range(k):返回一个迭代器pair，表示关键字等于k的元素的范围；如果不存在，pair的两个成员都是尾后迭代器

上面可以用find来代替map中的下标操作，因为下标会创建不存在map中的元素，在一些情况下下标就不合适，比如我们就想知道一个元素在不在map里面的情况，我们需要使用find。

在multimap和multiset中查找

1、find会返回第一个指定关键字的元素的迭代器。

    string search_item("Alain de Botton");
    auto entries = authors.count(search_item);//统计multimap中有多少个元素等于search_item
    auto iter = authors.find(search_item);
    //返回一个迭代器，指向第一个元素等于search_item的位置
    while(entries){
        cout<<iter->second<<endl;
        ++iter;
        --entries;
    }

2、lower_bound和upper_bound

另外，除了上面find和count，还可以用lower_bound和upper_bound两个操作

    string search_item("Alain de Botton");
    for(auto beg = authors.lower_bound(search_item);
        iter!=authors.upper_bound(search_item);){
        cout<<beg->second<<endl;
        }
    

lower_bound返回第一个符合k的元素的迭代器，upper_bound返回最后一个之后的元素迭代器，如果没有元素匹配，两个返回一样的迭代器，指向关键字应该插入的位置

3、equal_range()

第三个方法是直接调用equal_range()，返回一个迭代器pair，表示关键字等于k的元素的范围；如果不存在，pair的两个成员都是尾后迭代器。下面再修改一次：

    string search_item("Alain de Botton");
    for(auto pos =authors.equal_range(search_item);pos.first!=pos.second;++pos.first){
        cout<<pos.first->second<<endl;
    }