【c++】set、map用法详解

set、map用法详解

  • 1. 关联式容器
  • 2. 键值对
    • 2.1 :pair
    • 2.2:make_pair
  • 3. 树形结构的关联式容器
    • 3.1:set
      • 构造函数
      • find()
      • erase()
      • insert()
      • count()
      • lower_bound()
      • upper_bound()
    • 3.2:multiset
    • 3.3:map
      • 构造函数
      • insert()
      • operator[]
    • 3.4:multimap
  • 4. 在Oj中的使用
    • 4.1:前K个高频单词
    • 4.2:两个数组的交集I

1. 关联式容器

  1. 序列式容器:vector、list、deque、forward_list等这些容器统称为序列式容器,底层是线性序列的数据结构,存储的是元素本身。插入方式一般为push。
  2. 关联式容器:set、map、multiset、multimap等这些容器统称为关联式容器,也是用来存储数据,但存储的是<key,value>结构的键值对,数据检索的效率比序列式容器高。插入方式一般为insert。

2. 键值对

2.1 :pair

概念:用来表示具有一一对应关系的一种结构,这种结构中一般存储两个成员变量key和value,key表示键值,value表示与key对应的信息。eg:英汉词典、单词的个数。

image.png

  • pair中的first为key,second为value。

2.2:make_pair

image.png
image.png

  • 概念:是一种可用来构造pair类型对象的函数模板。
  • 参数x用来初始化pair中第一个元素的值,参数y用来初始化pair中第二个元素的值。make_pair(x, y)返回值为pair<T1, T2>(x, y),为匿名对象。

3. 树形结构的关联式容器

  1. STL中总共有两种不同结构的管理式容器:树形结构和哈希结构。
  2. 树形结构的关联式容器主要有四种:set、multiset、map、multimap,共同特征:底层为平衡二叉树(红黑树),容器中的元素是有序序列。

3.1:set

image.png

  1. set是按特定顺序存储唯一元素的容器。使用迭代器遍历set中的元素,进行中序遍历,可以得到一个有序序列。
  2. set具有排序+去重的功能。set中元素必须不能重复,可以用set进行去重。set中元素类型为const T,所以set中的元素不能被修改,但可以在容器中插入或者删除他们。
  3. set中元素value就是key,所以set在插入元素时,只需要插入value即可,不需要构造键值对。与map、multimap不同,map、multimap中存储的是<key,value>键值对,set中只存储value,但在底层中实际存放的是由<value, value>构成的键值对。
  4. 在默认情况下,set中仿函数为less,元素是按照小于来比较,元素呈升序进行排序。set在底层使用平衡二叉搜索树(红黑树)来实现,所以set查找某个元素时,时间复杂度为O(logn)。
  5. set容器通过key访问单个元素的速度通常比unordered_set容器慢,允许根据顺序直接对子集进行迭代,即:因为set的有序性,当你迭代一个set时,会按照元素被添加到集合中的顺序看到它们。

构造函数

💡set s1;

  • 功能:无参构造。构造空的set。

💡set s2( InputIterator first, InputIterator last ) ;

  • 功能:迭代器区间构造。构造与[first, last)范围一样多元素的对象。

💡set s3(const set& s2) ;

  • 功能:拷贝构造函数。
#pragma once
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<iostream>
#include<set>using namespace std;int main()
{set<int> s1;  //无参构造//注意set:排序 + 去重int a[] = { 6, 3, 4, 2, 1, 6, 4, 5, 2}; set<int> s2(a, a + sizeof(a) / sizeof(int));  //迭代器区间构造set<int> s3(s2);  //拷贝构造auto it = s2.begin();while (it != s2.end()) //用迭代器进行遍历,中序遍历,升序序列{cout << *it << ' ';  //迭代器指向空间的值不能被修改,因为key为const Tit++;}cout << endl;for (auto& e : s3) //支持迭代器就支持范围for{cout << e << ' ';}cout << endl;return 0;
}

image.png

  • 迭代器指向空间的值不能被修改,因为set中key类型为const T。

find()

💡iterator find(const T& val)const ;

  • 功能:在set中查找是否存在值为val的元素,若查找到了,则返回该元素的迭代器,若查找不到了,则返回set: :end( )迭代器。
#pragma once
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<iostream>
#include<set>using namespace std;int main()
{int a[] = { 6, 3, 4, 2, 1, 6, 4, 5, 2}; set<int, greater<int>> s1(a, a + sizeof(a) / sizeof(int)); //仿函数为greater,按大于进行比较auto it1 = s1.begin();while (it1 != s1.end()) //用迭代器进行遍历,中序遍历,仿函数为greater, 降序序列{cout << *it1 << ' ';  //迭代器指向的空间值不能被修改,因为key为const Tit1++;}cout << endl;set<int>::iterator it2 = s1.find(10);  //查找if (it2 != s1.end()){cout << "找到了" << endl;}else{cout << "找不到" << endl;}return 0;
}

image.png

erase()

💡void erase(iterator pos) ;

  • 功能:删除指定位置pos(迭代器)处的值。
  • 注意:删除某个值时,这个值必须存在,找到该值的有效位置,才能进行删除。若这个值不在,删除的是无效位置,则编译器会崩溃。
#pragma once
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<iostream>
#include<set>using namespace std;int main()
{int a[] = { 6, 3, 4, 2, 1, 6, 4, 5, 2}; set<int, greater<int>> s1(a, a + sizeof(a) / sizeof(int)); auto it1 = s1.begin();while (it1 != s1.end()) {cout << *it1 << ' ';  it1++;}cout << endl;set<int>::iterator pos = s1.find(10); //s1.erase(pos); 错误,删除的值不存在,为无效位置,编译器会崩溃return 0;
}
  • image.png

💡size_t erase(const T& val) ;

  • 功能:删除值为val的元素,并返回删除元素的个数。
  • 注意:若val在,就进行删除,不在编译器不做任何处理。
#pragma once
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<iostream>
#include<set>using namespace std;int main()
{int a[] = { 6, 3, 4, 2, 1, 6, 4, 5, 2}; set<int> s1(a, a + sizeof(a) / sizeof(int)); auto it1 = s1.begin();while (it1 != s1.end()) {cout << *it1 << ' ';  it1++;}cout << endl;s1.erase(10);  //10不在,编译器不做任何处理s1.erase(6);  for (auto& e : s1){cout << e << ' ';}cout << endl;return 0;
}

image.png

💡void erase ( iterator first, iterator last ) ;

  • 功能:删除[first , last)区间内的元素,剩余的元素仍有序。

insert()

💡pair<iterator,bool> insert(const T& val) ;

image.png

  • insert返回值为pair<iterator, bool>,若val在set中已经存在,因为set中不能出现重复元素,所以pair::first指向在set中与val值相等的迭代器,pair::second为false。若val在set中不存在,pair::first指向在set中新插入元素的迭代器,pair::second为true。insert相当于查找。set容器元素仍为有序序列。
#pragma once
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<iostream>
#include<set>using namespace std;int main()
{int a[] = { 6, 3, 4, 2, 1, 6, 4, 5, 2}; set<int> s1(a, a + sizeof(a) / sizeof(int)); auto it1 = s1.begin();while (it1 != s1.end()) {cout << *it1 << ' ';  it1++;}cout << endl;pair<set<int>::iterator, bool> ret1 = s1.insert(10); cout << ret1.second << endl;pair<set<int>::iterator, bool> ret2 = s1.insert(6); cout << ret2.second << endl;for (auto& e : s1){cout << e << ' ';}cout << endl;return 0;
}

image.png

💡iterator insert(iterator pos , const T& val) ;

  • 功能:插入val。
  • insert返回值为iterator,因为set不允许出现重复元素,若val值不存在,则指向在set中新插入元素的迭代器,否则,返回在set中值与val相等元素的迭代器。
  • 此处不一定是在pos位置前插入val,因为set容器中的元素为有序序列且唯一,为了保证有序性和唯一性。
#pragma once
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<iostream>
#include<set>using namespace std;int main()
{int a[] = { 6, 3, 4, 2, 1, 6, 4, 5, 2}; set<int> s1(a, a + sizeof(a) / sizeof(int)); auto it1 = s1.begin();while (it1 != s1.end()) {cout << *it1 << ' ';  it1++;}cout << endl;auto pos = s1.find(3);auto it2 = s1.insert(pos, 20);for (auto& e : s1){cout << e << ' ';}cout << endl;return 0;
}

image.png

💡void insert(iterator first , iterator last) ;

  • 功能:将区间[first, last)中的元素插入到set中。元素仍为唯一且有序。
#pragma once
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<iostream>
#include<set>using namespace std;int main()
{int a1[] = { 6, 3, 4, 2, 1, 6, 4, 5, 2}; set<int> s1(a1, a1 + sizeof(a1) / sizeof(int)); auto it1 = s1.begin();while (it1 != s1.end()) {cout << *it1 << ' ';  it1++;}cout << endl;int a2[] = { 10, 11, 10, 8, 6 };s1.insert(a2, a2 + sizeof(a2) / sizeof(int));for (auto& e : s1){cout << e << ' ';}cout << endl;return 0;
}

image.png

count()

💡size_t count( const T& val)const ;

  • 功能:返回值为val的元素个数。
  • 因为set中元素唯一,所以count的返回值不是0就是1,可以用来检查key是否在set中。

lower_bound()

💡iterator lower_bound(const T& val)cosnt;

  • 功能:返回>=val元素的迭代器。

upper_bound()

💡iterator upper_bound(const T& val)cosnt;

  • 功能:返回>val元素的迭代器。
#pragma once
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<iostream>
#include<set>using namespace std;int main()
{int a1[] = { 6, 3, 4, 2, 1, 6, 4, 5, 2}; set<int> s1(a1, a1 + sizeof(a1) / sizeof(int)); auto it1 = s1.begin();while (it1 != s1.end()) {cout << *it1 << ' ';  it1++;}cout << endl;auto it2 = s1.lower_bound(3); // >=3cout << *it2 << endl;auto it3 = s1.upper_bound(5); // >5cout << *it3 << endl;return 0;
}

image.png

3.2:multiset

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  • multiset只具有 排序 功能。使用时与set包含的头文件相同#include。
  • multiset容器与set容器所提供的成员函数接口以及规定基本相同,两者唯一的区别是:set中key是唯一的,multiset中的key可以重复。
#pragma once
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<iostream>
#include<set>using namespace std;int main()
{int a1[] = { 6, 3, 4, 2, 1, 6, 6, 4, 4, 5, 2}; multiset<int> s1(a1, a1 + sizeof(a1) / sizeof(int));  //只具有 排序 功能auto it1 = s1.begin();while (it1 != s1.end()) {cout << *it1 << ' ';  it1++;}cout << endl;auto start1 = s1.find(4);  //find返回二叉搜索树中序的第一个值为4元素的迭代器while (start1 != s1.end() && *start1 == 4){cout << *start1 << ' ';start1++;}cout << endl;auto start2 = s1.lower_bound(4); //lower_bound返回二叉搜索树中序>=4第一个元素的迭代器auto end2 = s1.upper_bound(5);  //upper_bound返回二叉搜索树中序>5第一个元素的迭代器while (start2 != end2){cout << *start2 << ' ';start2++;}cout << endl;return 0;
}

image.png

3.3:map

image.png

  • map是按特定顺序存储唯一元素的容器,元素是pair<const key, value>键值对,map中的key是唯一的,且不能被修改。使用迭代器遍历map中的元素,进行中序遍历,可以得到一个按照key排序的有序序列。
  • 在默认情况下,map中仿函数为less,元素是按照键值key进行小于方式的比较,元素中key呈升序进行排序。map在底层使用平衡搜索树(红黑树)来实现,所以map按照key值查找某个元素时,时间复杂度为O(logn)。
  • 模板参数中的Compare,缺省情况下按照小于进行比较,一般情况下,T为内置类型,该参数不需要传递,若T为自定义类型,需要用户自己手动传递比较规则,一般情况下是按照仿函数或者函数指针来传递。
  • map支持下标访问,在[ ]中放key,就可以找到与key相对应得value。operator[ ]操作符,具有插入、查找、修改、查找+修改功能。
  • map中通过键值key访问单个元素的速度比unordered_map容器慢,但map允许根据顺序直接对元素直接进行迭代,即:对map中的元素进行迭代时,可以得到一个有序序列。
  • map和set,一个是KV模型,一个是K模型,KV模型相比于K模型,只是在插入时多插入了value值,删除、查找都是对key进行操作,操作中的比较也是按key的值进行比较的。K模型类似于单身,KV模型类似于结婚。

构造函数

💡map<T1, T2> s1;

  • 功能:无参构造。构造空的map。

💡map<T1, T2> s2( InputIterator first, InputIterator last ) ;

  • 功能:迭代器区间构造。构造与[first, last)范围一样多元素的对象。

💡map<T1, T2> s3(const map<T1, T2>& s2) ;

  • 功能:拷贝构造函数。
#pragma once
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<iostream>
#include<map>using namespace std;int main()
{map<string, string> m1; //无参构造pair<string, string> a[] = { {"sort", "排序"},{"left", "左"}, {"remove", "去除"}, {"right", "右"} };map<string, string> m2(a, a + sizeof(a)/sizeof(pair<string, string>));  //迭代器区间构造map<string, string> m3(m2);  //拷贝构造auto it1 = m2.begin();while (it1 != m2.end())  //用迭代器进行遍历,中序遍历,key呈升序序列{cout << (*it1).first << ":" << (*it1).second << endl;   //pair中的key不能被修改cout << it1->first << ":" << it1->second << endl;   it1++;}cout << endl;for (auto& e : m3)  //支持迭代器就支持范围for{cout << e.first << ":" << e.second << endl;}return 0;
}

image.png

insert()

💡pair<iterator,bool> insert(const value_type& val) ;

  • 功能:在map中插入一个键值对。

image.png

  • insert返回值为pair<iterator, bool>,若key在map中存在,因为map中不能出现重复的键值key,所以pair::first指向在map中与key值相等的迭代器,pair::second为false。若key在map中不存在,pair::first指向在map中新插入元素的迭代器,pair::second为true。insert相当于查找。map容器元素中键值key仍有序且唯一。
  • value_type为pair<const key, value>。需要先构造出pair类型对象,有以下三种方式,有名对象,匿名对象,多参数构造函数隐式类型转换(c++11支持)、make_pair(c++98支持)。
#pragma once
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<iostream>
#include<map>using namespace std;int main()
{map<string, string> m;//多参数构造函数支持隐式类型转换,中间会产生临时对象,临时对象具有常属性pair<string, string> p = { "appeal", "吸引" };m.insert(p);  //有名对象m.insert(pair<string, string>("give", "给予")); //匿名对象//c++11m.insert({ "big", "大的" });//c++98m.insert(make_pair("thing", "事情")); //make_pair构造pair类型对象for (auto& e : m){cout << e.first << ":" << e.second << endl;}return 0;
}

image.png

operator[]

💡T2& operatot[ ](const T1& key) ;

  • 功能:访问与key相对应的value值。即可读又可写。
  • 原理:operator[ ]底层是通过调用insert( )将键值队插入到map中。如果key存在,插入失败,insert返回与map中key值相同元素的迭代器。如果key不存在,插入成功,insert返回在map中新插入元素的迭代器。operator最后返回与key值相对应的value值的引用。
  • operator[ ] 具有插入、查找、插入+修改、查找+修改功能。

image.png

#pragma once
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<iostream>
#include<map>using namespace std;int main()
{map<string, string> m;m.insert(make_pair("thing", "事情")); m.insert(make_pair("sort", "排序"));for (auto& e : m){cout << e.first << ":" << e.second << endl;}cout << endl;m["right"] = "右";  //插入+修改m["sort"] = "xxx";  //查找+修改for (auto& e : m){cout << e.first << ":" << e.second << endl;}return 0;
}

image.png

#pragma once
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<iostream>
#include<map>using namespace std;int main()
{//统计水果的个数map<string, int> m1;string a[] = { "苹果", "香蕉", "梨子", "苹果", "苹果", "香蕉", "草莓" };for (auto& e : a) {auto it = m1.find(e);  //方法1if (it != m1.end())it->second++;elsem1.insert({ e, 1 });}for (auto& e : m1){cout << e.first << ":" << e.second << endl;}cout << endl;map<string, int> m2;for (auto& e : a) {m2[e]++;  //方法2}for (auto& e : m2){cout << e.first << ":" << e.second << endl;}return 0;
}

image.png

3.4:multimap

  • multimap容器与map容器所提供的成员函数接口以及规定基本相同,两者的区别是:map中key是唯一的,multimap中的key可以重复。map支持下标访问,multimap不支持下标访问,因为[ ]中存储的是key,而multimap中同一key,可能有多个value。
  • 在使用时与map包含的头文件相同#include
#pragma once
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<iostream>
#include<map>using namespace std;int main()
{pair<string, string> a1[] = { {"sort", "排序"}, {"left", "左"}, {"right", "右"},{"sort", "xxx"} ,{"left", "???"} };multimap<string, string> m1(a1, a1 + sizeof(a1) / sizeof(pair<string, string>));  auto it1 = m1.begin();while (it1 != m1.end()){cout << it1->first << ' ' << it1->second << endl; it1++;}cout << endl;auto start1 = m1.find("sort");  //find返回二叉搜索树中序的第一个key为sort元素的迭代器while (start1 != m1.end()){cout << start1->first << ' ' << start1->second << endl;start1++;}cout << endl;auto start2 = m1.lower_bound("left"); //lower_bound返回二叉搜索树中序>key为left第一个元素的迭代器auto end2 = m1.upper_bound("right");  //upper_bound返回二叉搜索树中序>key为right第一个元素的迭代器while (start2 != end2){cout << start2->first << ' ' << start2->second << endl;start2++;}cout << endl;return 0;
}

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4. 在Oj中的使用

4.1:前K个高频单词

https://leetcode.cn/problems/top-k-frequent-words/description/

class Solution {
public:template<class T>class KvCompare{public:bool operator()(const T& p1, const T& p2){return p1.second > p2.second || (p1.second == p2.second && p1.first < p2.first);}};vector<string> topKFrequent(vector<string>& words, int k) {map<string, int> m; for(auto& e : words)m[e]++;  //使用map来统计单词的个数priority_queue<pair<string, int>, KvCompare<pair<string, int>>> pq(m.begin(), m.end());vector<string> ret;while(k--){ret.push_back(pq.top());pq.pop();}return ret;}
};

4.2:两个数组的交集I

https://leetcode.cn/problems/intersection-of-two-arrays/description/

/*方法1:nums1、nums2都用set进行排序+去重,在遍历s2, 判断是否s1.count(e)==1;
方法2:sort+unique+erase,nums2[5]={1,1,2,2,3}->nums2{1,2,3,1,2},unique返回值为nums2+3;
方法3:set+数据同步、备份算法,前提都是有序+去重,同时从头开始往后走,值小的++,值相同,同时++,直到有一个走到了尾就停止*/
class Solution {
public:vector<int> intersection(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) {set<int> s1(nums1.begin(), nums1.end());set<int> s2(nums2.begin(), nums2.end());vector<int> ret;auto it1 = s1.begin(); //数据同步、备份算法auto it2 = s2.begin();while(it1 != s1.end() && it2 != s2.end()){if(*it1 < *it2) //小的往后走it1++;else if(*it1 > *it2)it2++;else    //相等,同时往后走{ret.push_back(*it1);it1++;it2++;}         }return ret;}
};

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问题一 Q&#xff1a;请问一下 zabbix 如何监控服务器端口的出和入流量?就类似iftop这样的。 A&#xff1a;可以用snmp去监控。 问题二 Q&#xff1a;各位有什么工具能导出zabbix主机列表成execl格式吗&#xff1f; A&#xff1a;进mysql&#xff0c;到hostid&#xff0c;然…

WEB后端复习——监听器、过滤器

Listener监听器 是Servlet规范中定义的一种特殊类&#xff0c;它用于监听web应用程序中的ServletContext, HttpSession和ServletRequest等域对象的创建与销毁事件&#xff0c;以及监听这些域对象中的属性发生修改的事件。 注解WebListener 1.ServletContextListener 监听Serv…

Python3 + Appium + 安卓模拟器实现APP自动化测试并生成测试报告

这篇文章主要介绍了Python3 Appium 安卓模拟器实现APP自动化测试并生成测试报告,本文给大家介绍的非常详细&#xff0c;对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价值&#xff0c;需要的朋友可以参考下 本文主要分为以下几个部分 安装Python3 安装Python3的Appium库 安装Andr…

K-CU12和利时工控单元

K-CU12和利时工控单元。控制策略组态&#xff0c;使用专用的组态软件 人机界面HMI设计&#xff1a;操作员站画面设计&#xff0c;使用专用的组态软件 K-CU12和利时工控单元文件组态 2文档管理软件 在工程师站上进行系统组态的主要工作&#xff1a; K-CU12和利时工控单元。系统配…

【全开源】Fastflow工作流系统(源码搭建/上线/运营/售后/维护更新)

一款基于FastAdminThinkPHP开发的可视化工作流程审批插件&#xff0c;帮助用户基于企业业务模式和管理模式自行定义所需的各种流程应用&#xff0c;快速构建企业自身的流程管控体系&#xff0c;快速融合至企业协同OA办公系统。 提供全部无加密服务端源码和前端源代码&#xff0…