C++ STL系列容器（六）：树形结构的关联式容器（map、set、multimap、multiset）

本文详细介绍了STL中的关联式容器，包括map、set、multimap和multiset，它们以键值对形式存储数据，分别基于树型结构（红黑树）实现。讲解了容器的特点、模板参数、接口使用以及示例代码，展示了如何使用这些容器进行去重、排序和查找操作。

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引言

1. 关联式容器

我们已经了解过STL中的部分容器，比如：vector、list、deque等，这些容器统称为序列式容器，因为其底层为线性序列（即每个数据元素都只有一个直接前驱和一个直接后继）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。

2. 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。比如：现在要建立一个英汉互译的字典，那该字典中必然有英文单词与其对应的中文含义，而且，英文单词与其中文含义是一一对应的关系，即通过该应该单词，在词典中就可以找到与其对应的中文含义。

SGI-STL中关于键值对的定义：

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)
	{}
};

树形结构的关联式容器

根据应用场景的不同，STL总共实现了两种不同结构的关联式容器：树型结构与哈希结构。树型结构的关联式容器主要有四种：map、set、multimap、multiset。这四种容器的共同点是：使用平衡搜索树(即红黑树)作为其底层结果，容器中的元素是一个有序的序列。下面一依次介绍每一个容器。

一、set

set是按照一定次序存储元素的容器，默认按照小于来比较。
set中插入元素时，只需要插入value即可，不需要构造键值对。
set中的元素不可以重复(因此可以使用set进行去重)。
set中的元素不能在容器中修改(元素总是const)，但是可以从容器中插入或删除它们。
set在底层是用二叉搜索树(红黑树)实现的。

1. set的模板参数列表

template < class T,         // set::key_type/value_type
class Compare = less<T>,    // set::key_compare/value_compare  
class Alloc = allocator<T>  // set::allocator_type  
 > class set;

T: set中存放元素的类型，实际在底层存储<value,value>的键值对。

Compare：set中元素默认按照小于来比较。

Alloc：set中元素空间的管理方式，使用STL提供的空间配置器管理。

2. set常见接口的使用

详情请参照set。

构造函数

迭代器

修改操作

接口使用

void TestSet()
{
    // 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 };
    set<int> s(array, array + sizeof(array) / sizeof(int));
    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)