C++关联容器知识总结

　　C++的容器类型能够分为顺序容器和关联容器两大类。顺序容器的知识能够参看我上篇的随笔《C++顺序容器知识总结》。关联容器支持经过键值来高效的查找和读取元素，这是它和顺序容器最大的区别。两种基本的关联容器类型是map和set。map的元素以键-值对的形式组织：键用做元素在map中的索引，而值则表示所存储和读取的数据。set仅包含一个键，并有效的支持关于某个键是否存在的查询。下表是关联容器的类型：

map                      关联数组；元素经过键来存储和读取
set                      大小可变的集合，支持经过键实现快速读取
multimap                 支持同一个键屡次出现的map类型
multiset                 支持同一个键屡次出现的set类型

 

一.pair类型

　　在开始介绍关联容器以前，咱们须要了解一种与之相关的标准库类型——pair类型，该类型定义在头文件utilty中。下表是pair类型提供的操做。

pair<T1,T2>    p1;                     建立一个空的pair对象，它的两个元素分别是T1和T2类型，采用值初始化
pair<T1,T2>    p1(v1,v2);              建立一个pair对象，它的两个元素分别是T1和T2类型，其中first成员初始化为v2，second成员初始化为v2。
make_pair(v1,v2)                       以v1,v2值建立一个新的pair对象，其元素类型分别是v1，v2类型
p1<p2                                  两个pair对象之间的小于运算，遵循字典顺序
p1==p2                                 若是两个pair对象的first和second值依次相等，则它们相等
p.first                                返回p中名为first的数据成员
p.second                               返回p中名为second的数据成员

　　能够看到，和容器同样，pair也是一种模板类型。它的数据成员是公有的，分别命名为first和second，只需点操做就能够访问其成员。其定义初始化的操做也很简单，除了构造函数外，pair还提供了一个make_pair函数来建立pair对象，并赋值给已存在的pair对象。

　　

pair<string,string>    next_auth;
string    first,last;
while(cin>>first>>last)
    next_auth=make_pair(first,last);
//上面的赋值操做等效于下面这条语句
next_auth=pair<string,string>(first,last);

二.map类型

　　map是键-值对的集合。map类型能够理解为关联数组：可使用键做为下标来获取一个值，正如内置数组类型同样。map和set等关联容器共享大部分顺序容器的操做。关联容器不提供front、push_front、pop_front、back、push_back和pop_back操做。

1.map对象的定义

　　在使用map对象以前，须要在头文件中包含map头。其定义示例以下：

#include<map>
map<string,int>  word_count;    

　　此外，map还共有3种构造函数用于定义和初始化。

map<k,v>    m;                 建立一个名为m的空map对象，其键和值类型分别为k和v类型
map<k,v>    m(m2);             建立一个m2的副本m，m和m2必需要有相同的键和值类型
map<k,v>    m(b,e);            建立map类型的对象m，存储迭代器b和e标记范围内全部元素的副本。元素的类型必须能转换位pair<const k,v>

　　

2.map定义的类型

　　因为map对象的元素是键-值对，即每一个元素包含两个部分：键以及由键关联的值。vaule_type是存储元素的键以及值得pair类型，并且键位const。下表为map类定义的类型。

map<K,V>::key_type               在map容器中，用做索引的键的类型
map<K,V>::mapped_type            在map容器中，键所关联的值的类型
map<K,V>::value_type             一个pair类型。它的first元素具备const map<K,V>::key_type 类型，而second元素具备map<K,V>::mapped_type类型

　　注意对map迭代器进行解引用将产生的是pair类型的对象，它的first成员存放的是键，为const，second成员存放的是值。

3.map中添加元素

　　给map添加元素有两种方式：一是使用insert成员实现。二是先用下标获取元素，让而后给获取的元素赋值。

　　map使用下标和vector相似，返回的都是下标关联的值，可是map的下标是键而不是递增的数字。下面的程序很好的说明了这个特色。

map<string,int>    word_count;
word_count["Anna"]=1;

　　首先在word_count中查找键为Anna的元素，没有找到。接着将一个新的键-值对插入到word_count容器中，键为Anna，值初始化为0；最后会把值1赋值给键为Anna的元素。咱们能够看到，用下标访问map中不存在的元素，会致使在map容器中添加一个新元素，它的键即为该下标值。map的下标运算和vector下标运算相同：返回键相关联的值。运用map容器的这些特色，可使编程编的很简练。以下面记录每一个单词出现次数的例子：

map<string,int>    word_count;
string    word;
//统计word_count中某个单词出现的次数
while(cin>>word)
    ++word_count;

　　map容器的insert使用的是pair类型的参数。以下表为map容器提供的insert操做。

　　

m.insert(e)              e是一个用在m上的vaule_type类型的值。若是键e.first不在m中，则插入一个键为e.first值为e.seconde的元素。若是该键在m中已存在。则m保持不变。
                         该函数返回一个pair类型的对象，包含指向键为e.first的元素的map迭代器，以及一个bool类型的对象，表示是否插入成功。
m.insert(beg,end)        beg和end是标记元素范围的迭代器，其中的元素必须为m.value_type类型的键-值对。
                         对于该范围内的素有元素，若是它的键在m中不存在，则将该键及其关联的值插入m。返回void    
m.insert(iter,e)         e是一个用在vaule_type类型的值。若是键不在m中，则建立新元素，并以迭代器iter为起点搜索新元素存储的位置。
                         返回一个迭代器，指向m中具备给定键的元素。

　　以下：

//方法一
word_count.insert(map<string,int>::value_type("Anna",1));

//方法二,使用make_pair
word_count.inser(make_pair("Anna",1));

//方法三，使用typedef
typedef  map<string,int>::value_type  valType;
word_count.insert(valType("Anna",1));

 

4.map中元素的查找与读取

　　map中下标读取元素的缺点是当不存在该元素时会自动添加，有时这是咱们不但愿看到的。因此map提供了另外两个操做：count和find，用于检查某个键是否存在而不会插入该键。

m.count(k)               返回m中k出现次数
m.find(k)                若是m容器中存在按k索引的元素，则返回指向该元素的迭代器。若是不存在，则返回超出末端迭代器

　　count成员的返回值只能是0或1，由于map值容许一个键对应一个实例。若是返回值为非0，则能够用下标操做来获取该键所关联的值。

int occurs=0;
if(word_count.count("foobar"))
    occurs=word_count["foobar"];

　　find操做凡湖指向元素的迭代器，若是元素不存在，则返回end迭代器。

int  occurs=0;
map<string,int>::iterator  it=word_count.find("foobar");
if(it!=word_count.end())
    occurs=it->second;

5.map中删除元素

　　从map容器中删除元素用erase操做，它有三种变化形式，以下：

m.erase(k)                删除m中键为k的元素。返回size_type类型的值，表示删除的元素个数
m.srase(p)                从m中删除迭代器p指向的元素。p必须指向m中确实存在的元素，并且不能等于m.end()。返回void型
m.erase(b,e)              从m中删除一段范围内的元素，该范围由迭代器对b和e标记。b和e必须标记m中的一段有效范围：即b和e都必须指向m中的元素或最后元素的下一个位置
                          并且,b要么在e的钱main，要么和e相等。返回void

6.map对象的迭代遍历

　　map和其余容器同样也提供begin和end运算。

map<string,int>::const_iterator   map_it=word_count.begin();

while(map_it!=word_count.end()){
    cout<<map_it->first<<"occurs"
            <<map_it->second<<"time"<<endl;
     ++map_it;
}

三.set类型

　　set只是单纯的键的集合。当只想知道一个值是否存在时，使用set容器是最合适的。set容器支持大多数map的操做,包括构造函数、insert、count、find、erase操做。可是不包括下标操做，没有定义mapped_type类型。在set容器中value_type不是pair类型，而是与key_type相同的类型。与map同样，set容器中存储的键也是惟一的。

1.set的定义与使用

　　使用set以前必须包含set头文件，set支持的操做基本与map提供的相同。

vector<int > ivec;
for(vector<int>::size_type  i=0;i!=10;++i){
    ivec.push_back(i);
    ivec.push_back(i);
}

//用ivec初始化set
set<int>  iset(ivec.begin(),ivec.end());
cout<<ivec.size()<<endl;        //输出20
cout<<iset.size()<<end;         //输出10
    

 

2.在set中添加元素

　　

//方法一，直接插入
set<string>  set1;
set1.insert("the");    

//方法二,使用迭代器
set<string>  set2;
set2.insert(ivec.begin(),ivec.end());

3.从set中获取元素

　　set没有下标操做，为了经过键从set中获取元素，可以使用find运算。若是仅是判断某个元素是否存在，也可以使用count操做，返回值只能是1或0。

 

参考文献

《C++ PRIMER》 中文版