C++ Primer : 第十一章 : 关联容器之概述、有序关联容器关键字要求和pair类型

标准库定义了两种主要的关联容器：map和set

map中的元素时一些关键字-值(key-value)对，关键字起到索引的作用，值则表示与索引相关的数据。set中每个元素只包含一个关键字，可以完成高效的关键字查询操作。

由map和set延伸出来一共8个关联容器，或者是一个map，或者是一个set，multi开头的是可以重复关键字的关联容器，unordered_开头的是无序关联容器。unordered_multi开头的是允许重复关键字的无序关联容器。

map和multimap定义在头文件<map>中，set和multiset定义在<set>中，4个无序容器分别定义在<unordered_map>和<unordered_set>中。

1.使用map：

map<string, size_t> words;
string word;
while (cin >> word)
    ++words[word];
for (const auto elmt : words)
    cout << elmt.first << elmt.second << endl;

我们定义了一个map，关键字是string类型，值为size_t类型，每次从标准输入读一个单词，将这个单词的计数+1，如果words离不存在word，则创建一个word。

最后，打印出words内容，map的元素类型时pair，first成员表示关键字，second成员表示值。

2. 使用set

map<string, size_t> words;
set<string> exclude = {"The", "But", "And", "Or"};

string word;
while (cin >> word)
    if (exclude.find(word) == exclude.end())
        ++words[word];

set保存了我们想要忽略的单词，在if判断里，如果word不在set exclude里，find成员函数返回尾后迭代器，并将这个单词的计数+1.

定义关联容器

定义一个map时，我们必须既指明关键字类型又指明值的类型，定义一个set时，只需指明关键字类型就可以，因为set的关键字就是值。

而初始化一个map时，必须提供关键字类型和值类型，我们将一对关键字-值放在一个花括号里： { key, value};

一个map或set的关键字是唯一的，multimap和multiset没有这个限制，初始化一个multimap或multiset时，可以重复关键字：

vector<int> vec;
for (vector<int>::size_type i = 0; i < 10; ++i){
// 每个关键字重复一次
    vec.push_back(i);
    vec.push_back(i);
}

set<int> st(vec.begin(), vec.end());
multiset<int> mltst(vec.begin(), vec.end());

cout << vec.size() << endl;     // 输出20
cout << st.size() << endl;      // 输出10
cout << mltst.size() << endl;   // 输出20

• 关键字类型的要求(非常重要！)

关联容器对关键字的类型有一定的要求，先讲有序容器， 关键字类型必须定义元素的比较方法，默认情况下，标准库使用关键字类型的 < 运算符来比较关键字。

传递给排序算法的可调用对象必须满足与关联容器中关键字一样的类型要求。

可以向算法提供我们自己定义的比较操作，类似的，我们也可以提供自己定义的操作来代替关键字的 < 运算符。所提供的操作必须在关键字类型上定义一个严格弱序

它具备以下性质：

• 两个关键字不能同时"小于等于"对方；如果 k1 "小于等于" k2，那么k2绝不能 "小于等于" k1.
• 如果k1 "小于等于" k2， 且k2 "小于等于" k3， 那么k1必须 "小于等于" k3.
• 如果存在两个关键字，任何一个都不 "小于等于" 另一个， 那么我们称这两个关键字是 "等价的"。如果 k1 "等价于" k2， k2 "等价于" k3，那么k1必须 "等价于" k3.

实际编程中，重要的是，如果一个类型定义了行为正常的 < 运算符，则它可以用作关键字类型。

我们定义一个类叫 Sales_data， 它又一个成员函数为compareIsbn， 用来比较它的成员isbn， 则我们可以用map来保存一个Sales_data类：

 bool compareIsbn(const Sales_data& lhs, const Sales_data& rhs) {
    return lhs.isbn < rhs.isbn;
}

map<Sales_data, decltype(compareIsbn)*> Smap(compareIsbn);

我们使用decltype来指出自定义操作的类型，当使用decltype获取一个函数指针类型时必须加上一个 * 来指出我们需要一个函数指针类型。我们使用compareIsbn来初始化Smap， 表示我们向Smap中添加元素时，根据compareIsbn来为元素排序。

pair类型

pair类型定义在头文件 <utility>中。一个pair保存两个数据成员，当创建一个pair时，我们需要指出两个类型名。

pair<T1, T2> p;             p是一个pair类型，对两个类型分别为T1和 T2的成员进行值初始化
pair<T1, T2> p(v1, v2);     v1和v2分别对p的first和second成员进行初始化
pair<T1, T2> p = {v1, v2};  等价于p(v1, v2)

make_pair(v1, v2);          函数返回一个用v1和v2初始化的pair，pair的类型从v1和v2推断出来

p.first;                    返回p的名为first(共有的)的数据成员
p.second;                   返回p的名为second(共有的)的数据成员

p1 relop p2                 关系运算符(< <= > >=)按字典序定义: 当p1.first < p2.first或 !(p2.first < p1.first) && p1.second < p2.second 成立时，p1 < p2

p1 == p2                    当first和second成员分别相等时，两个pair相等。
p1 != p2

创建pair对象的函数：

假如一个函数返回pair类型，我们可以这样返回：

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

除了这两种，我们还可以使用make_pair来生成pair对象：

if (!v.empty())
    return make_pair(v.back(), v.back().size());