【C++】map和set
2023-12-29 23:25:35
目录
1. 关联式容器
vector
、
list
、
deque、forward_list(C++11)等,这些容器统称为序列式容器,因为其底层为线性序列的数据结构,里面 存储的是元素本身。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(插入删除只需挪动指针,无需挪动数据,查找时间logN)
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)
{}
};
3. 树形结构的关联式容器
根据应用场景的不桶,
STL
总共实现了两种不同结构的管理式容器: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。
4.set的介绍
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
set中的底层使用二叉搜索树(红黑树)来实现
set中只放value,但在底层实际存放的是由<value, value>构成的键值对
set中的元素不可以重复。
set中查找某个元素,时间复杂度为:logN
set中的元素不允许修改(因为底层时二叉搜索树)
接口count
count和find的作用一样,都是用于查找set中是否存在某个元素。
其实count是为容器multiset设计的,其与set的区别在于multiset允许插入重复元素,此时count会返回被搜索元素的个数。
void test()
{
set<int>s;
for (int i = 1; i < 10; i++)
s.insert(i);
for (int i = 1; i < 10; i++)
{
cout << i;
if (s.count(i))
cout << "is an element of s. \n";
else
cout << "is not an element of s. \n";
}
}
接口lower_bound和upper_bound
lower_bound返回大于等于目标值的迭代器,upper_bound返回大于目标值的迭代器。这里通常可以配合erase使用。
void test()
{
set<int>s;
for (int i = 1; i < 10; i++)
s.insert(i);
auto it1=s.lower_bound(1);
auto it2=s.upper_bound(8);
s.erase(it1,it2);//左开右闭
for(auto ch:s)
{
cout<<ch<<" ";
}
}
insert插入接口
返回值为一个pair类型的变量,pair中存放的有两个变量,第一个为插入数据的迭代器,第二个如果插入成功为true,失败为false。
void test()
{
set<int>s;
for (int i = 1; i < 10; i++)
s.insert(i);
pair<set<int>::iterator,bool> p=s.insert(1);
cout<<*p.first<<" "<<p.second<<endl;
auto p2=s.insert(10);
cout<<*p2.first<<" "<<p2.second<<endl;
}
5.map的介绍
1. map
是关联容器,它按照特定的次序
(
按照
key
来比较
)
存储由键值
key
和值
value
组合而成的元
素。
2.
在
map
中,键值
key
通常用于排序和惟一地标识元素,而值
value
中存储与此键值
key
关联的
内容。键值
key
和值
value
的类型可能不同,并且在
map
的内部,
key
与
value
通过成员类value_type绑定在一起,为其取别名称为
pair: typedef pair<const key, T> value_type;
3.
在内部,
map
中的元素总是按照键值
key
进行比较排序的。
4. map
中通过键值访问单个元素的速度通常比
unordered_map
容器慢,但
map
允许根据顺序对元素进行直接迭代(
即对
map
中的元素进行迭代时,可以得到一个有序的序列
)
。
5. map
支持下标访问符,即在
[]
中放入
key
,就可以找到与
key
对应的
value
。
6. map
通常被实现为二叉搜索树
(
更准确的说:平衡二叉搜索树
(
红黑树
))
。
接口insert
void test()
{
map<string, string>dict;
dict.insert(pair<string,string>("sort", "排序"));
dict.insert(pair<string,string>("test", "测试"));
for (auto& x : dict)
{
cout << x.first << ":" << x.first << " ";
}
cout << endl;
}
这里也可以使用make_pair.
void test()
{
map<string, string>dict;
dict.insert(make_pair("sort", "排序"));
dict.insert(make_pair("test", "测试"));
for (auto& x : dict)
{
cout << x.first << ":" << x.first << " ";
}
cout << endl;
}
接口operator[]
void test()
{
string arr[] = { "西瓜","西瓜","香蕉","苹果","梨" };
map<string, int>s;
for (auto x : arr)
{
s[x]++;
}
for (auto x : s)
{
cout << x.first << ":" << x.second << endl;
}
}
这里数组下标为key,获得值为value。如果key不存在,则插入,并且初始化value,并++,
存在就直接++。
6.multiset
1. multiset
是按照特定顺序存储元素的容器,其中元素是可以重复的。
2.
在
multiset
中,元素的
value
也会识别它
(
因为
multiset
中本身存储的就是
<value, value>
组成
的键值对,因此
value
本身就是
key
,
key
就是
value
,类型为
T). multiset
元素的值不能在容器
中进行修改
(
因为元素总是
const
的
)
,但可以从容器中插入或删除。
3.
在内部,
multiset
中的元素总是按照其内部比较规则
(
类型比较
)
所指示的特定严格弱排序准则
进行排序。
4. multiset
容器通过
key
访问单个元素的速度通常比
unordered_multiset
容器慢,但当使用迭
代器遍历时会得到一个有序序列。
5. multiset
底层结构为二叉搜索树
(
红黑树
)
。
注意:
1. multiset
中再底层中存储的是
<value, value>
的键值对
2. mtltiset
的插入接口中只需要插入即可
3.
与
set
的区别是,
multiset
中的元素可以重复,
set
是中
value
是唯一的
4.
使用迭代器对
multiset
中的元素进行遍历,可以得到有序的序列
5. multiset
中的元素不能修改
6.
在
multiset
中找某个元素,时间复杂度为
$O(log_2 N)$
7. multiset
的作用:可以对元素进行排序
void TestSet()
{
?int array[] = { 2, 1, 3, 9, 6, 0, 5, 8, 4, 7 };
// 注意:multiset在底层实际存储的是<int, int>的键值对
multiset<int> s(array, array + sizeof(array)/sizeof(array[0]));
for (auto& e : s)
cout << e << " ";
cout << endl;
return 0;
}
7.multimap
1. Multimaps
是关联式容器,它按照特定的顺序,存储由
key
和
value
映射成的键值对
<key,
value>
,其中多个键值对之间的
key
是可以重复的。
2.
在
multimap
中,通常按照
key
排序和惟一地标识元素,而映射的
value
存储与
key
关联的内
容。
key
和
value
的类型可能不同,通过
multimap
内部的成员类型
value_type
组合在一起,
value_type
是组合
key
和
value
的键值对
:
typedef pair<const Key, T> value_type
;
3.
在内部,
multimap
中的元素总是通过其内部比较对象,按照指定的特定严格弱排序标准对
key
进行排序的。
4. multimap
通过
key
访问单个元素的速度通常比
unordered_multimap
容器慢,但是使用迭代
器直接遍历
multimap
中的元素可以得到关于
key
有序的序列。
5. multimap
在底层用二叉搜索树
(
红黑树
)
来实现。
注意:
multimap
和
map
的唯一不同就是:
map
中的
key
是唯一的,而
multimap
中
key
是可以
重复的
。
multimap
中的接口可以参考
map
,功能都是类似的。
注意:
1. multimap
中的
key
是可以重复的。
2. multimap
中的元素默认将
key
按照小于来比较
3. multimap
中没有重载
operator[]
操作
(
同学们可思考下为什么
?)
。
4.
使用时与
map
包含的头文件相同:
8.map和set相关OJ
class Solution {
public:
class Compare
{
public:
? ? ? ? // 在set中进行排序时的比较规则
bool operator()(const pair<string, int>& left, const
pair<string, int>& right)
{
return left.second > right.second;
}
};
vector<string> topKFrequent(vector<string>& words, int k)
{
// 用<单词,单词出现次数>构建键值对,然后将vector中的单词放进去,统计每
个单词出现的次数
map<string, int> m;
for (size_t i = 0; i < words.size(); ++i)
++(m[words[i]]);
// 将单词按照其出现次数进行排序,出现相同次数的单词集中在一块
multiset<pair<string, int>, Compare> ms(m.begin(), m.end());
// 将相同次数的单词放在set中,然后再放到vector中
set<string> s;
size_t count = 0; ? // 统计相同次数单词的个数
size_t leftCount = k;
? ? ? ? vector<string> ret;
for (auto& e: ms)
{
if (!s.empty())
{
// 相同次数的单词已经全部放到set中
if (count != e.second)
{
if (s.size() < leftCount)
{
ret.insert(ret.end(), s.begin(), s.end());
leftCount -= s.size();
s.clear();
}
else
{
break;
}
}
}
count = e.second;
s.insert(e.first);
}
for (auto& e : s)
{
if (0 == leftCount)
break;
ret.push_back(e);
leftCount--;
}
return ret;
}
};
class Solution {
public:
? ?vector<int> intersection(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) {
? // 先去重
? ? ? ?set<int> s1;
? ? ? ?for(auto e : nums1)
? ? ? {
? ? ? ? ? ?s1.insert(e);
? ? ? }
? ? ? ?set<int> s2;
? ? ? ?for(auto e : nums2)
? ? ? {
? ? ? ? ? ?s2.insert(e);
? ? ? }
? ? ? ?
? ? ? ?// set排过序,依次比较,小的一定不是交集,相等的是交集
? ? ? ?auto it1 = s1.begin();
? ? ? ?auto it2 = s2.begin();
? ? ? ?vector<int> ret;
? ? ? ?while(it1 != s1.end() && it2 != s2.end())
? ? ? {
? ? ? ? ? ?if(*it1 < *it2)
? ? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? ? ?it1++;
? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ?else if(*it2 < *it1)
? ? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? ? ?it2++;
? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ?else
? ? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? ? ?ret.push_back(*it1);
? ? ? ? ? ? ? ?it1++;
? ? ? ? ? ? ? ?it2++;
? ? ? ? ? }
? ? ? }
? ? ? ?return ret;
? }
};
文章来源:https://blog.csdn.net/qq_63440853/article/details/135299271
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