C++ Primer笔记（十一）

关联容器

提供了8个关联容器，其中有允许重复关键字的，multi_map和multi_set；无序保存的unordered_map和unordered_set

使用关联容器

1. map一般被称为关联数组，我们通过一个关键字而不是位置来查找值，而set是关键字的简单集合

map<string, size_t> word_count;
string word;
while(cin>>word)
	++word_count[word];//提取word的计数器并++；

当对map使用下标操作时，用一个string作为下标，获得与此关联的size_t计数器，如果word还未在map中，下标运算符会创建一个新元素。当从map中提取一个元素时，会得到一个pair类型的对象，用first成员保存关键字，用second成员保存对应的值

2. 用set保存关键字的集合，可以进行列表初始化，通过find()方法查找集合当中关键字，返回一个迭代器，如果关键字不在集合中，返回尾后迭代器。

关联容器概述

关联容器都支持普通容器操作，但不支持顺序容器与位置相关的操作如push_back(),因为这对按关键字存储的关联容器没有意义

定义关联容器

1. 定义一个map必须指明关键字类型和值类型，定义一个set指明关键字类型，可以对关联容器进行值初始化
2. 一个map或set中的关键字必须是唯一的，但在multimap或者multiset中无此限制，

关键字类型的要求

1. 对于有序容器，关键字类型必须定义了元素比较的方法，默认情况下，标准库使用关键字类型的<运算符来比较两个关键字，在set中关键字类型就是元素类型，在map中，关键字类型是元素第一部分的类型，是const的。
2. 可以向一个算法提供自定义的比较操作，来替代<运算符，这一操作必须在关键字类型上定义严格弱序（可以看作小于等于）
3. 用来组织容器中元素的操作的类型也是该容器类型的一部分，必须在定义关联容器时提供此操作的类型，用尖括号指出要定义哪种类型的容器，就必须紧跟自定义操作的类型，例如我们不能直接定义一个Sales_data类型，因为没有<运算符，但是可以用自定义函数替换：

bool compareISBN(const Sales_data& lhs, const Sales_data& rhs)
{
	return lhs.isbn()<rhs.isbn();
}
multiset<Sales_data, decltype(compareISBN)*> bookstore(compareISBN);

提供了容器中元素类型和比较操作的类型，用自定义函数来初始化bookstore对象，表明向bookstore添加元素时用compareISBN来排序

pair类型

一个pair保存两个数据成员，创建一个pair时，我们必须提供两个类型名pair<string, size_t> word_count;默认构造函数对数据成员值初始化，pair的数据成员是public的，两个分别命名为first和second, 我们可以用普通的成员访问符号来打印这两个成员

pair上的操作	描述
pair<T1, T2> p;	创建一个pair并进行值初始化
pair<T1, T2> p(v1,v2);	创建一个pair并用v1, v2初始化
pair<T1, T2> p={v1,v2};	创建一个pair并进行值初始化
make_pair(v1,v2);	返回一个pair，类型由编译器推断
p.first;	返回p的名为first的数据成员
p.second;	返回p的名为second的数据成员
p1 relop p2	关系运算符的结果关注字典序
p1 == p2	当两个成员都相等时，pair才相等

1. 返回pair的函数，可以对返回值进行列表初始化

pair<string, int> process(vector<string> &v)
{
	if(!v.empty())
		return {v.back(),v.back().size()};
	else
		return pair<string, int>();//隐式构造空返回值
}

关联容器操作

key_type容器类型的关键字类型，value_type对于set来说是关键字类型，对于map来说是pair类型，mapped_type每个关键字关联的类型

关联容器迭代器

解引用一个关联容器迭代器时，会得到一个类型为容器的value_type值的引用.

1. set的迭代器都只允许访问set中的元素，set的关键字也是const的，可以利用迭代器读取但是不能修改
2. map和set都支持begin和end操作，可以通过这些操作获得迭代器进而遍历容器，
3. 我们通常不对关联容器使用泛型算法，因为关键字为const，只能用于读取元素的算法，但是效率堪忧，因为关联容器中元素不能通过关键字进行快速查找，

添加元素

1. insert成员向容器中添加一个元素或者元素范围，由于map和set包含不重复的关键字，因此插入一个已经存在的元素对容器没有影响。
2. 向map中添加元素时，需要注意元素的类型的pair，所以应在insert()的参数列表中创建一个pair

word_count.insert({word,1});
word_count.insert(make_pair(word,1));
word_count.insert(pair<string, size_t> (word,1));
word_count.insert(map<string,size_type>::value_type(word,1));

最简单的方法就是在参数列表中使用花括号初始化

插入操作	简介
c.insert(v)	v是value_type类型的对象
c.empalce(args)	args构造一个元素
c.insert(b,e)	b,e标识一个value_type类型值的范围，
c.insert(il)	il是这种值的花括号列表
c.insert(p,v) c.empalce(p,args)	v是value_type类型的对象,p是一个迭代器，指出从哪里搜寻新元素应当存储的位置

3. insert的返回值依赖于容器和参数，不包含重复元素的容器insert后返回一个pair，first成员是迭代器，指向具有指定关键字的元素，second成员是一个bool值，表明插入成功(true)还是元素已经存在于容器中(false)
4. 如果向multi_map中插入元素，调用insert总会插入一个元素，返回一个指向新元素的迭代器。

删除元素

1. 关联容器定义了三个版本的erase，可以传入一个迭代器或者一对迭代器，提供了一个额外的erase操作，接受一个key_type参数，删除所有匹配给定关键字的元素，返回删除的数量，对于保存不重复关键字的容器，erase的返回值总是0或1，对允许重复关键字的容器，返回值可能大于1

map的下标操作

1. map和unordered_map提供了下标运算符和对应的at函数，接受一个索引做为关键字，获得与关键字相关联的值，但如果关键字不在map中，关联值将进行值初始化，不能对multi_map进行下标操作，因为可能包含多个值。
   由于下标操作符可能插入一个新元素，所以只能对非const的map使用下标
2. 下标操作符的返回类型是mapped_type，而解引用迭代器返回的是value_type，并且返回的是一个左值，所以也可以读或者写元素

访问元素

1. 关联容器提供了多种查找一个指定元素的方法，对于允许重复关键字的容器，count()可能有用，使用find来替代map的下标操作，因为下标操作有一个副作用：关键字不存在时会插入一个新元素，如果只是想查找某元素用find就可以了
2. 在multimap或者multiset中，如果多个元素具有相同的关键字，那么这些元素会相邻存储，访问的方法为：先count出某元素的出现次数，再find出该元素第一次出现的位置，再遍历容器就可找到所有具有相同关键字的；
3. 也可以用lower_bound和upper_bound来访问，这两个方法接受一个关键字，返回一个迭代器，lower_bound返回元素第一次出现位置的迭代器，upper_bound返回最后一个元素出现位置之后的迭代器，如果元素不在multimap中，则返回相等的迭代器——一个不影响排序的关键字插入位置
4. 需要注意的是，如果我们查找的元素具有最大关键字，则upper_bound返回尾后迭代器，如果不存在该元素且关键字最大，则lower_bound返回尾后迭代器
5. 可以通过equal_range()接受一个关键字返回一个迭代器pair，first成员是第一个匹配的元素，second成员指向最后一个匹配元素之后的位置，若没有匹配，则两个指向相同位置

无序容器

无序容器不再使用比较运算符组织元素而是使用哈希函数，在关键字类型的元素没有明显的序的情况下，无序容器很有用，在某些应用中维护元素的序的代价很高昂，此时也很有用

1. 无序容器在存储上组织为桶，每个桶保存0个或多个元素，使用哈希函数将元素映射到桶，为了访问元素，先计算元素的哈希值进而指出应当搜索哪个桶
2. 对于相同的参数，哈希函数必须总产生相同的结果，理想情况下哈希函数将每个特定值映射到唯一的桶，但是将不同关键字映射到相同的桶也是允许的，无序容器提供了一系列的成员函数来管理桶
3. 默认情况下，无序容器用关键字类型的==来比较元素，并生成每个元素的哈希值，标准库为内置类型提供了hash模板，还为智能指针，string定义了hash，所以可以直接定义关键字是内置类型的无序容器，但是不能定义关键字类型是自定义类类型，因为没有hash模板，我们应当提供函数重载哈希函数

size_t hasher ( const Sales_data& sd)
{
	return hash<string>() (sd.isbn());
}
bool eqOp(const Sales_data &lhs, const Sales_data &rhs)
{
	return lhs.isbn()==rhs.isbn();
}
using SD_multiset = unordered_multiset<Sales_data,decltype(haser)*,decltype(eqOp)*>;
SD_multiset bookstore(42,hasher,eqOp);