STL之关联容器---set, mutilset, map, mutilmap
STL的容器分为序列容器和关联容器。它们所表达的数据结构各有不同:
序列容器:vector(变长数组), list(链表), queue(队列), heap(堆算法)等
关联容器:set/mutilset,map/mutilmap,(都表达二叉树,且都由红黑树实现)
关联容器是指容器的元素为键值对(key-value),但这四种关联容器的键值对之间略有差异
一、set/mutilset
set是集合之意,其键值对的键和值相同,那么set更像普通的二叉树即结点是键值和实值。
set的键值不允许相同,所以set的value值也没有相同的。而这也是mutilset和set唯一的不同,mutilset可以有相同的键值。
set是基于红黑树的所以其中的元素会自动排序。
set常用操作:
定义set: set<int> a;
插入元素: a.insert(1);
删除元素: a.erase(1);
删除所有元素: a.clear():
判断容器是否为空: a.empty();
返回容器当前元素个数: a.size();
判断元素是否属于集合: if(a.find(1)!=a.end())则属于
集合的并,交,差:
set_union(a.begin(), a.end(), b.begin, b.end(), insert_iterator<set<int> >(c,c.begin()));
set_intersection(a.begin(),a.end(),b.begin(),b.end(),insert_iterator<set<int> >(c,c.begin()));
set_difference(a.begin(),a.end(),b.begin(),b.end(),insert_iterator<set<int> >(c,c.begin()));
以下是收集的关于set的问题:
(1)为何map和set的插入删除效率比用其他序列容器高?
因为对于关联容器来说,不需要做内存拷贝和内存移动。set容器内所有元素都是以节点的方式来存储,其节点结构和链表差不多,指向父节点和子节点。(用节点表示二叉树结构)
因此插入的时候只需要稍做变换,把节点的指针指向新的节点就可以了。删除的时候类似,稍做变换后把指向删除节点的指针指向其他节点也OK了。这里的一切操作就是指针换来换去,和内存移动没有关系。
(2)对set进行增删操作后,迭代器iterator如何变化?
set的迭代器本质上是const_iterator,这是因为RB-tree的结构依赖于数据的组织,如果允许通过iterator改变set元素值,会严重破坏RB-tree结构。
iterator这里就相当于指向节点的指针,内存没有变,指针就没有失效,只是指向的内容变化了。进行增删操作后,只影响本身的迭代器,对其它迭代器无影响。
示例代码:
void test_set()
{
set<int> a;
for (int i=;i<;i++)
{
a.insert(i);
}
a.insert();
cout<<"set中第一个元素:"<<*a.begin()<<endl;
cout<<"set中元素个数:"<<a.size()<<endl;
int arr[]={,,};
a.insert(arr,arr+);
set<int>::iterator iter;
for (iter=a.begin();iter!=a.end();iter++)
{
cout<<*iter<<" ";
}
cout<<endl;
a.erase();
set<int>::iterator itl=a.begin();
itl++;
itl++;
a.erase(a.begin(),itl);
for (iter=a.begin();iter!=a.end();iter++)
{
cout<<*iter<<" ";
}
return;
}
结果:
说明几点:元素1是第二次插入的,却在set第一个位置上,验证了set自动排序(升序);
在用数组插入时,我的区间是(arr,arr2)即(9,10,11),但是结果中没有11,说明insert()内区间也是左闭右开,即[arr,arr+2);这和下面的erase一样。
二、map/mutilmap
map是映射之意,即用键值(key)映射实值数据(value)。
对比set,map的关联特效更加明显,但类似set,map也不允许有相同的键值,要想有相同键值可用mutilmap。
可能你会疑问set只有一个相同的值,为何也算关联?这是因为set和map都是相同的数据结构,
它们都由pair这种结构生成,并根据pair第一个元素值进行排序。
map的常用操作:
定义map: map<int,string> b;
插入数据:b.insert(map<int, string>::value_type(1,"aaa"));
或数组插入:b[1]="aaa";
删除数据:b.erase(1); 或b.erase(b.begin(), iter);//注意删除区间是左闭右开
删除所有数据:b.clear();
数据遍历方式:迭代器遍历:
map<int, string>::iterator iter;
for(iter=b.begin();iter!=b.end();iter++)
{ cout<<iter->first<<" "<<iter->second<<endl; }
数组遍历:
int bsize=b.size();
for(int i=1;i<=bsize;i++)
{ cout<<b[i]<<endl; }
示例代码:
void test_map()
{
map<int, string> week;
week.insert(map<int,string>::value_type(,"monday"));
week.insert(map<int,string>::value_type(,"tuesday"));
week[]="wednesday";
week[]="thursday";
week[]="friday";
week[]="saturday";
week[]="sunday";
map<int, string>::iterator iter;
for (iter=week.begin();iter!=week.end();iter++)
{
cout<<iter->first<<":"<<iter->second<<" ";
}
cout<<endl;
///下面演示两种插入方式插入相同键值的不同结果
week.insert(map<int, string>::value_type(,"errorday1"));
cout<<"insert之后:"<<week[]<<endl;
week[]="errorday2";
cout<<"数组插入后:"<<week[]<<endl; week.erase();
map<int, string>::iterator itr=week.begin();
itr++;
itr++;
week.erase(week.begin(), itr);
for (iter=week.begin();iter!=week.end();iter++)
{
cout<<iter->first<<":"<<iter->second<<" ";
} return;
}
结果:
说明几点:插入对比可看出insert插入相同键值的数据不会覆盖,而数组方式插入数据会覆盖相同键值的数据。
掌握这些基本知识后,可以试着用set和map去解决下实际问题。推荐看看这个写的。以后我也会陆续添加容器的应用实例。
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