c++ vector, set, map的用法总结

本文详细介绍了C++标准模板库(STL)中的三种重要容器:vector向量容器、set集合容器及map映射容器的基本操作、常用方法及其使用技巧。通过具体的代码示例,帮助读者更好地理解和掌握这些容器的特点与应用场景。

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http://blog.youkuaiyun.com/xiaoquantouer/article/details/51579148

一、vector 向量容器


(1)头文件 #include<vector>

(2)创建vector对象, vector<int> vec;

vector的元素不仅仅可以是int, double, string,还可以是结构体,但是要注意:结构体要定义为全局的,否则会出错。

(3)基本操作

使用下标访问元素,和数组一样下标从0开始
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  1. cout<<vec[0]<<endl;   

使用迭代器访问元素
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  1. vector::iterator it;  
  2. for(it = vec.begin(); it!=vec.end(); it++)  
  3. cout<<*it<<endl;  

插入元素 ,在pos位置插入一个elem元素
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  1. vec.insert(pos, elem)  

删除pos位置的元素
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  1. vec.erase(pos)     

删除[begin, end)区间的元素
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  1. vec.erase(begin, end)     

向量大小 
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  1. vec.size();  

清空  
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  1. vec.clear();    

传回第一个数据
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  1. vec.front()    

删除最后一个元素
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  1. vec.pop_back()    

尾部插入数据
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  1. vec.push_back(elem)   

重新设置该容器的大小
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  1. vec.resize(num)  

返回指向容器第一个元素的迭代器
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  1. vec.begin()     

返回指向容器最后一个元素的迭代器
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  1. vec.end()    

判断容器是否为空
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  1. vec.empty()   

begin()  返回一个迭代器,它指向容器的第一个元素
end()  返回一个迭代器,它指向容器的最后一个元素的下一个位置
rbegin()  返回一个逆序迭代器,它指向容器的最后一个元素
rend()  返回一个逆序迭代器,它指向容器的第一个元素前面的位置

(4)算法

1、将元素翻转,需要头文件 #include<algorithm>
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  1. reverse(vec.begin(), vec.end())  

2、排序,需要头文件 #include<algorithm>
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  1. sort(vec.begin(), vec.end());   默认是按升序排列,即从小到大  

可以通过重写排序比较函数按照降序比较,如下:
定义排序比较函数:

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  1. bool Comp(const int &a, const int &b)  
  2. return a>b;  
  3. 调用时:sort(vec.begin(), vec.end(), Comp),这样就实现了降序排序  

3、填充元素,需要 头文件#include<algorithm>
fill函数的作用是:将一个区间的元素都赋予val值。函数参数:fill(first,last,val);//first为容器的首迭代器,last为容器的末迭代器,val为将要替换的值。
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  1. # include <algorithm>    
  2. ill(vec.begin(), vec.end(), val); //原来容器中每个元素被重置为val    

fill_n函数的作用是:给你一个起始点,然后再给你一个数值count和val。把从起始点开始依次赋予count个元素val的值。 
注意: 不能在没有元素的空容器上调用fill_n函数 

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  1. fill_n(vec.begin, 10, val);    

二、set

(1) 头文件:#include<set>

(2)创建一个set对象:set<int> iset

(3)常用的方法

begin()   返回set容器的第一个元素
end()  返回set容器的最后一个元素
clear()  删除set容器中的所有元素
empty()  判断set容器是否为空
max_size()  返回set容器可能包含的元素最大个数
size()   返回当前set容器中的元素个数


(4)函数

count()   用来查找set中某个键值出现的次数。因为set中不会出现重复的元素,因此该函数也就变成了判断某一键值是否在set中出现过

erase(iterator), 删除定位器iterator指向的值
erase(first, second)   删除定位器first和second之间的值
erase(key_value)    删除键值key_value的值

find(),   返回给定值的定位器,如果没找到则返回end()

insert(key_value)    将key_value插入到set中,返回值是pair ::iterator, bool>,bool标志着插入是否成功,而iterator代表插入的位置,若key_value已经在set中,则iterator表示的key_value在set中的位置。

insert(first, second) 将定位器first到second之间的元素插入到set中,返回值是void

lower_bound(key_value)   返回第一个大于等于key_value的定位器

upper_bound(key_value)  返回最后一个大于等于key_value的定位器


三、map

(1)头文件 #include<map>

(2)创建map对象   map<int, string> m;

(3)基本操作


1、我们可以使用find()和count()方法来发现一个键是否存在。

查找map中是否包含某个关键字条目用find()方法,传入的参数是要查找的key

  • begin()   返回指向map头部的迭代器,注意返回的数据类型是iterator
  • end()    返回指向map末尾的迭代器,注意返回的数据类型是iterator
  • find()   查找一个元素
  • count()   返回指定元素出现的次数

例子:

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  1. int key=2; //要查找的key  
  2. //定义一个条目变量(实际是指针)  
  3. map<int, string>::iterator it;  
  4. it = map1.find(key);  
  5. if(it == map1.end()){  
  6. //没找到  
  7. }  
  8. else{  
  9. //找到  
  10. }  

或者

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  1. map<string, string>m;  
  2. if(m[112] == "")  
  3.     cout<<"we do not find 112"<<endl;  


通过map对象的方法获取的iterator数据类型是一个std::pair对象,包括两个数据iterator->first和iterator->second分别代表关键字和存储的数据


2、从map中删除元素

移除某个map中某个条目用erase()

该方法的定义如下:
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  1. iterator erase(iterator it);  //通过一个条目对象删除  
  2. iterator erase(iterator first, iterator last);  //删除一个范围  
  3. size_type erase(const Key& key);  //通过关键字删除  

clear()    删除所有元素,就相当于map1.erase(map1.begin(), map1.end())
例子: 删除112
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  1. map<int, string>::iterator it;  
  2. it = map1.find(112);  
  3. if(it == map1.end())  
  4. cout<<"we do not find 112"<<endl;  
  5. else  
  6. map1.erase(it);  

3、添加元素
insert()插入元素
例子:
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  1. map<int, string> map1;  
  2. map1.insert(pair<int, string>(102, "aclive"));  
  3. map1.insert(map<int, string>::value_type(321, "hai"));  
  4. map1[112]="April";   //map中最简单最常见的插入添加  

empty()    如果map为空则返回true
erase() 删除一个元素

size() 返回map中元素的个数

rend()返回一个指向map尾部的逆向迭代器


4、swap的用法

map中的swap不是一个容器中的元素交换,而是两个容器交换


5、map中的元素时自动按key升序排序,所以不能对map用sort函数。


6、map和unordered_map

unordered_map是C++ Boost库中的内容,这里的unordered翻译成“无序”。

但它并不是完全的“无序”的概念,而是散列式的存储方式。

unordered库提供了两个散列映射类,unordered_map和unordered_multimap。

它们的接口、用法与STL里的标准关联容器map和multimap相同,但是内部实现不同。

它们用散列表代替了二叉树的实现,模板参数多了散列计算函数,比较谓词使用equal_to<>。

看到这里,我们就应该明白,比起map/multimap,unordered_map和unordered_mutimap在查找元素的时候,速度不是一般的快。

它们的查找速率是常数级的,而map/multimap是基于二叉树实现的,所以查找是O(logn)


unordered库使用“桶”来存储元素,散列值相同的被存储在一个桶里。当散列容器中有大量数据时,同一个桶里的数据也会增多,造成访问冲突,降低性能。为了提高散列容器的性能,unordered库会在插入元素是自动增加桶的数量,不需要用户指定。但是,用户也可以在构造函数或者rehash()函数中,指定最小的桶的数量。


例子:

map代码:

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  1. #include<string>  
  2. #include<iostream>  
  3. #include<map>  
  4. using namespace std;  
  5. struct person  
  6. {  
  7.     string name;  
  8.     int age;  
  9.     person(string name, int age)  
  10.     {  
  11.         this->name =  name;  
  12.         this->age = age;  
  13.     }  
  14.     bool operator < (const person& p) const  
  15.     {  
  16.         return this->age < p.age;  
  17.     }  
  18. };  
  19. map<person,int> m;  
  20. int main()  
  21. {  
  22.     person p1("Tom1",20);  
  23.     person p2("Tom2",22);  
  24.     person p3("Tom3",22);  
  25.     person p4("Tom4",23);  
  26.     person p5("Tom5",24);  
  27.     m.insert(make_pair(p3, 100));  
  28.     m.insert(make_pair(p4, 100));  
  29.     m.insert(make_pair(p5, 100));  
  30.     m.insert(make_pair(p1, 100));  
  31.     m.insert(make_pair(p2, 100));     
  32.     for(map<person, int>::iterator iter = m.begin(); iter != m.end(); iter++)  
  33.     {  
  34.         cout<<iter->first.name<<"\t"<<iter->first.age<<endl;  
  35.     }     
  36.     return 0;  
  37. }  

unordered_map代码:

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  1. #include<string>  
  2. #include<iostream>  
  3. #include<boost/unordered_map.hpp>  
  4. using namespace std;  
  5. struct person  
  6. {  
  7.     string name;  
  8.     int age;  
  9.     person(string name, int age)  
  10.     {  
  11.         this->name =  name;  
  12.         this->age = age;  
  13.     }  
  14.     bool operator== (const person& p) const  
  15.     {  
  16.         return name==p.name && age==p.age;  
  17.     }  
  18. };  
  19. size_t hash_value(const person& p)  
  20. {  
  21.     size_t seed = 0;  
  22.     boost::hash_combine(seed, boost::hash_value(p.name));  
  23.     boost::hash_combine(seed, boost::hash_value(p.age));  
  24.     return seed;  
  25. }  
  26. int main()  
  27. {  
  28.     typedef boost::unordered_map<person,int> umap;  
  29.     umap m;  
  30.     person p1("Tom1",20);  
  31.     person p2("Tom2",22);  
  32.     person p3("Tom3",22);  
  33.     person p4("Tom4",23);  
  34.     person p5("Tom5",24);  
  35.     m.insert(umap::value_type(p3, 100));  
  36.     m.insert(umap::value_type(p4, 100));  
  37.     m.insert(umap::value_type(p5, 100));  
  38.     m.insert(umap::value_type(p1, 100));  
  39.     m.insert(umap::value_type(p2, 100));      
  40.     for(umap::iterator iter = m.begin(); iter != m.end(); iter++)  
  41.     {  
  42.         cout<<iter->first.name<<"\t"<<iter->first.age<<endl;  
  43.     }     
  44.     return 0;  
  45. }  

前者的输出结果为:

Tom1    20
Tom3    22
Tom4    23
Tom5    24

后者的输出结果为:

Tom1    20
Tom5    24
Tom4    23
Tom2    22
Tom3    22


特性对比:

运行效率方面:unordered_map最高,map效率较低但提供了稳定效率和有序的序列。

占用内存方面:map内存占用略低,unordered_map内存占用略高,而且是线性成比例的。

若考虑有序,查询速度稳定,容器元素量少于1000,非频繁查询那么考虑使用map。
若非常高频查询(100个元素以上,unordered_map都会比map快),内部元素可非有序,数据大超过1k甚至几十万上百万时候就要考虑使用unordered_map


c++ STL容器类的模板主要有:


头文件内容
<vector>vector<T>容器表示一个在必要时可自动增加容量的数组,只能在矢量容器的末尾添加新元素
<deque>deque<T>容器实现一个双端队列。它等价于一个矢量,不过增加了向容器开头添加元素的能力
<list>list<T>容器是一个双向链表
<map>map<K, T>是一个关联容器,用关联链(类型为K)存储确定链/对象对所在位置的每个对象(类型为T)。
映射中的每个键的值必须唯一。
这个头文件也定义 multimap<K, T>容器,其中键/对象对中的键不需要唯一
<set>set<T>容器是一个映射,其中各对象作为自身的键。集合中的所有对象必须唯一,使用对象作为自身的
键的一个后果是无法在集合中修改对象;
要修改对象,必须先删除它,然后插入修改后的版本。
<bitset>定义表示固定位数的bitset<T>类模板。它通常用来存储表示一组状态或条件的标记(flag)

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