计算机程序设计c++ 14-4:标准模板库STL-3

关联容器概览

关联容器的特征

STL提供了4个关联容器，包括：map (映射) 、multimap(多重映射) 、set (集合) 、multiset(多重集合)

map、multimap的元素由（key，value）二元组构成，其中键必须是唯一的

• set 、multiset相当于叧有键（key），没有对应值（value）的 map 和 mulitimap

• set支持通过键实现的快速读取，元素唯一
  

• multiset支持同一个键多次出现的set类型
  

关联容器与序列容器的差别

• 关联容器是通过键(key)存储和读取元素，是无序的
• 顺序容器则通过元素在容器中的位置顺序存储和访问元素。

map和set的底层机制都是通过一种称为“红黑树”的数据结构存取数据，这使得它们的数据存取效率相当高

map容器的操作

pair类型

• pair 类定义在 <utility> 头文件中。pair 是一个类模板，它将两个值组织在一起，这两个值的类型可丌同。可以通过 first 和 second 公共数据成员来访问这两个值
• pair对象常常作为元素被添加到map中
• pair对象的定义：

pair<int, string> mypair(5 , "Jack"); //调用构造函数
pair<int, string> otherPair ; // 直接赋值
otherPair.first = 6;
otherPair.second = "Mike";

• 函数模板 make_pair( ) 能从两个变量构造一个 pair

pair<int, int > aPair = make_pair(5, 10) ;

map创建及添加元素

• map 类定义在 <map>头文件中
• 创建map对象：
  map<int, string> StuInfo;
  这就定义了一个用int作为键, 相关联string为值的map
• 插入pair对象：

pair<int, string> mypair(1, "Tom");
StuInfo.insert(mypair);
StuInfo.insert(pair<int, string>(5, "Jack"));

map中使用运算符[]

• 用[ ]操作符修改元素的值（键不可修改）
  StuInfo[1] = "Jim";
  因为键为 1 的元素存在，因此修改元素

• 用[ ]操作符添加元素
  StuInfo[2] = "Lily";
  先查找主键为2的项，没找到，因此添加这个键为 2 的项

• 用[ ]取得元素的值
  cout<<StuInfo[5] ; // 输出键 5 对应的值

在map中查找元素

• 用find()查找map中是否包含某个关键字

int target = 3;
map<int,string>::iterator it;
it = StuInfo.find(target); //查找关键字target
if( it == StuInfo.end() )
{
	cout << "not existed!"
}
else
{
	cout << "find it!"<<endl;
}

若查找成功则返回目标项的迭代器，否则返回StuInfo.end() 迭代器

在map中删除元素

• 通过erase()函数按照关键字删除

//删掉关键字"1"对应的条目
int r = StuInfo.erase(1);

若删除成功，返回 1 ，否则返回 0

• 用clear()清空map
  StuInfo.clear();

迭代器总结

STL 中的迭代器按功能由弱到强分为5种：

• 输入：Input iterators 提供对数据的只读访问
• 输出：Output iterators 提供对数据的只写访问
• 正向：Forward iterators 提供读写操作，并能一次一个地向前推进迭代器
• 双向：Bidirectional iterators提供读写操作，并能一次一个地向前和向后移动
• 随机访问：Random access iterators提供读写操作，并能在数据中随机移动

编号大的迭代器拥有编号小的迭代器的所有功能，能当作编号小的迭代器使用

不同迭代器所能进行的操作

• 所有迭代器： ++p, p++
• 输入迭代器： *p, p = p1, p == p1 , p != p1
• 输出迭代器： *p, p = p1
• 正向迭代器： 上面全部
• 双向迭代器： 上面全部，--p, p--,
• 随机访问迭代器： 上面全部，以及：
  • p+= i, p -= i,
  • p+i 返回指向p后面的第i个元素的迭代器
  • p–i返回指向p前面的第i个元素的迭代器
  • p < p1, p <= p1, p > p1, p >= p1

容器所支持的迭代器类别

容器	迭代器类别
vector	随机
deque	随机
list	双向
set/multiset	双向
map/multimap	双向
stack	不支持迭代器
queue	不支持迭代器

关联容器支持双向迭代器，它支持：
*、++、--、=、==、!=

不支持:
<、<=、>=、>

map中迭代器的使用

下面迭代器中< 使用错误：

map<int, string> m;
map<int, string>::iterator it;
for(it = m.begin(); it < m.end(); it++)  //  map迭代器中不支持 <
{ 
	***** 
}

应该使用!=,正确

map<int,string> m;
map<int,string>::iterator it;
for(it = m.begin(); it != m.end(); it++)
{
	*****
}

#include <iostream>
#include <string>
#include <utility>
#include <map>
using namespace std;

int main () {
	map	<int,string> StuInfo;

	StuInfo.insert(pair<int, string> (1, "Tom"));
	StuInfo.insert(pair<int, string> (5, "Jack"));
	StuInfo[2]="Lily";
	
	map<int,string>::iterator it;
	for(it = StuInfo.begin(); it != StuInfo.end(); it++)
		cout << (*it).first << " " << (*it).second << endl;
	
	return 0;
}

1 Tom
2 Lily
5 Jack

容器适配器概览

• 容器适配器将其他容器加以包装、改造，变成新的容器。实质上是一种受限容器
• 典型容器适配器：
  • stack(栈)
  • queue(队列)

stack-堆栈

后进先出

• 栈是限制在结构的一端进行插入和删除操作

• 允许进行插入和删除操作的一端称为栈顶，另一端称为栈底

• 编程时加入下列语句：
  #include<stack>

• 栈的常用函数有：

  • push(elem) 将元素elem入栈
  • pop() 栈顶元素出栈
  • top() 求栈顶元素
  • empty() 判断栈是否空
  • size() 求栈内元素个数

queue-队列

先进先出

• 叧能在一端进行插入、在另一端迚行删除操作的线性结构

• 编程时加入下列语句：
  #include<queue>

• 队列的常用函数有：

  • push() 入队
  • pop() 出队
  • front() 读取队首元素
  • back() 读取队尾元素
  • empty() 判断队列是否空
  • size() 求队列长度

堆栈示例

#include<iostream>
#include<stack>

using namespace std;

int main()
{
	stack<int> s; //定义栈s
	
	s.push(1);
	s.push(2);
	s.push(3);
	s.push(9); //入栈

	cout << "栈顶元素：" << s.top() <<endl; //读栈顶元素
	cout << "元素数量：" << s.size() <<endl; //返回元素个数
	
	cout<<"出栈过程：";
	while(s.empty()!=true) //栈非空
	{
		cout << s.top() << " "; //读栈顶元素
		s.pop(); //出栈，删除栈顶元素
	}

	return 0;
}

栈顶元素：9
元素数量：4
出栈过程：9 3 2 1