关联式容器

set

set 是关联容器,含有键值类型对象的已排序集,搜索、移除和插入拥有对数复杂度。 set 内部通常采用红黑树实现。

和数学中的集合相似, set 中不会出现值相同的元素。

插入与删除操作

  • insert(x) 当容器中没有等价元素的时候,将元素 x 插入到 set 中。
  • erase(x) 删除值为 x 的元素,返回删除元素的个数。
  • erase(pos) 删除迭代器为 pos 的元素,要求迭代器必须合法。
  • erase(first,last) 删除迭代器在 [first,last) 范围内的所有元素。
  • clear() 清空 set
insert 函数的返回值

insert 函数的返回值类型为 pair<iterator, bool> ,其中 iterator 是一个指向所插入元素(或者是指向等于所插入值的原本就在容器中的元素)的迭代器,而 bool 则代表元素是否插入成功,由于 set 中的元素具有唯一性质,所以如果在 set 中已有等值元素,则插入会失败,返回 false,否则插入成功,返回 true; map 中的 insert 也是如此。

迭代器

set 提供了以下几种迭代器:

  1. begin()/cbegin()
    返回指向首元素的迭代器,其中 *begin = front
  2. end()/cend()
    返回指向数组尾端占位符的迭代器,注意是没有元素的。
  3. rbegin()/rcbegin()
    返回指向逆向数组的首元素的逆向迭代器,可以理解为正向容器的末元素。
  4. rend()/rcend()
    返回指向逆向数组末元素后一位置的迭代器,对应容器首的前一个位置,没有元素。

以上列出的迭代器中,含有字符 c 的为只读迭代器,你不能通过只读迭代器去修改 set 中的元素的值。如果一个 set 本身就是只读的,那么它的一般迭代器和只读迭代器完全等价。只读迭代器自 C++11 开始支持。

查找操作

  • count(x) 返回 set 内键为 x 的元素数量。
  • find(x)set 内存在键为 x 的元素时会返回该元素的迭代器,否则返回 end()
  • lower_bound(x) 返回指向首个不小于给定键的元素的迭代器。
  • upper_bound(x) 返回指向首个大于给定键的元素的迭代器。
  • empty() 返回容器是否为空。
  • size() 返回容器内元素个数。

multiset

multiset 是关联容器,含有键值类型对象的已排序集,搜索、移除和插入拥有对数复杂度。

set 不同的是, multiset 允许不同元素间拥有相同的值。

插入与删除操作

  • insert(x) 将元素 x 插入到 multiset 中。
  • erase(x) 删除值为 x 的 所有 元素,返回删除元素的个数。
  • erase(pos) 删除迭代器为 pos 的元素,要求迭代器必须合法。
  • erase(first,last) 删除迭代器在 [first,last) 范围内的所有元素。
  • clear() 清空 multiset

迭代器

multiset 的迭代器和 set迭代器 类似,这里不再赘述。

查找操作

multiset 的查找操作和 set查找操作 类似,这里不再赘述。

map

map 是有序键值对(Attribute–value pair)容器,它的元素的键是唯一的。搜索、移除和插入操作拥有对数复杂度。 map 通常实现为红黑树。

你可能需要存储一些键值对,例如存储学生姓名对应的分数: Tom 0Bob 100Alan 100 。 但是由于数组下标只能为非负整数,所以无法用姓名作为下标来存储,这个时候最简单的办法就是使用 STL 中的 map 了!

map 重载了 operator[] ,可以用任意定义了 operator < 的类型作为下标(在 map 中叫做 key ,也就是索引):

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map<Key, T> yourMap;

其中, Key 是键的类型, T 是值的类型,下面是使用 map 的实例:

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map<string, int> mp;

添加元素

  1. 直接赋值,例如 mp["Tom"]=0
  2. 通过插入一个类型为 pair<Key, T> 的值,例如 mp.insert(pair<string,int>("Alan",100));
  3. 使用 initializer_list
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map<string, int> mp = {{"Tom", 0}, {"Bob", "100"}, {"Alan", 100}};

查找、修改元素

  1. 使用赋值语法: int grade=mp["Tom"]
  2. 使用成员函数 iterator find( const Key& key ); 来确定一个索引是否在 map 中。它会返回指向该元素的迭代器;如果索引不在 map 中,则会返回尾后迭代器 mp.end()
  3. 如果你想获得 map 里全部的元素,请使用迭代器,解引用迭代器会得到一个类型为 pair<Key, T> 的值:
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for (iter = mp.begin(); iter != mp.end(); ++iter)
  cout << iter->first << " " << iter->second << endl;

其中使用 mp.begin() 可以得到指向 map 首元素的迭代器。 如果使用 C++11(及以上),还可以使用 C++11 的范围 for 循环

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for (auto &i : mp) {
  printf("Key : %d, Value : %d\n", i.first, i.second);
}

使用迭代器遍历大小为 n map 的时间复杂度是 O(n)

删除元素

如果你想删除 Tom 这个元素,则可以利用 find 函数找到 Tom ,然后再 erase 如下

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map<string, int>::iterator it;
it = mp.find("Tom");
mp.erase(it)

如果你想清空所有的元素,可以直接 mp.clear()

其他函数

  • count 返回匹配特定键的元素出现的次数,例如 mp.count("Tom")
  • swap 可以交换两个 map ,例如 swap(m1,m2)
  • size 返回 map 中元素的个数。
  • empty 如果 map 为空则返回 true ,例如 mp.empty()

multimap

map 类似, multimap 是有序键值对容器,但允许多个元素拥有同一键。其搜索、插入操作拥有对数复杂度。删除单个元素在最坏情况下具有对数复杂度,均摊为常数复杂度。

Warning

正是因为 multimap 允许多个元素拥有同一键的特点,multimap 并没有提供给出键访问其对应值的方法。

插入与删除操作

  • 通过向 multimap 中插入一个类型为 pair<Key, T> 的值可以达到插入元素的目的,例如 mp.insert(pair<string,int>("Alan",100));
  • erase(x) : 删除键为 x 的 所有 元素,返回删除元素的个数。
  • erase(pos) : 删除迭代器为 pos 的元素,要求迭代器必须合法。
  • erase(first,last) : 删除迭代器在 [first,last) 范围内的所有元素。
  • clear() : 清空容器。

查找操作

  • count(x) : 返回容器内键为 x 的元素数量。复杂度为 O(\log(size)+ans) (关于容器大小对数复杂度,加上匹配个数)。
  • find(x) : 若容器内存在键为 x 的元素,会返回该元素的迭代器(如果有多个键为 x 的元素会返回任意一个);否则返回 end()
  • lower_bound(x) : 返回指向首个不小于给定键的元素的迭代器。
  • upper_bound(x) : 返回指向首个大于给定键的元素的迭代器。若容器内所有元素均小于或等于给定键,返回 end()
  • empty() : 返回容器是否为空。
  • size() : 返回容器内元素个数。

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