map和set使用讲解

map的使用

map的介绍

• map是C++ STL（标准模板库）中的一个关联容器。

• 它提供了一种有序的键值对存储方式，其中每个元素都由一个键和一个值组成。

• map中的元素根据键的值自动进行排序，并且通过键快速访问对应的值。

• map使用红黑树数据结构来实现内部的存储和排序。

• 红黑树是一种平衡二叉搜索树，可以保证插入、删除和查找操作的时间复杂度都是对数级别（O(logn)）

insert接口的使用

• 插入单个键值对：

std::map<int,?std::string>?myMap;
myMap.insert(std::make_pair(1,?"apple"));

• 使用emplace函数插入新的键值对：

std::map<int,?std::string>?myMap;
myMap.emplace(3,?"orange");

emplace函数是C++11引入的新特性，可以在插入时直接构造键值对。 需要注意的是，如果插入的键已经存在于map中，则insert函数不会插入新的键值对，而是返回一个std::pair类型的迭代器，指向已经存在的键值对。

• 使用迭代器对一组数据进行插入

?string?str[10]?=?{?"数据1","数据2","数据3"?,"数据4"?,
??"数据5"?,"数据6"?,"数据7"?,"数据8"?,"数据9"?,"数据10"?};
?vector<pair<string,?int>>?p1?=?{?{"数据1",1},{"数据2",2},?{"数据3",3},?{"数据4",4}?,{"数据5",5}?,{"数据6",6}?,{"数据7",7}?,{"数据8",8}?,{"数据9",9},?{"数据10",10}?};
?mp1.insert(p1.begin(),p1.end());

只需要给定数据容器的迭代器，编译器便会遍历插入

erase

• map的erase函数用于删除map中指定键对应的元素。它提供了多个重载版本，可以根据不同的需求进行使用。

• 删除单个键值对：

std::map<int,?std::string>?myMap;
myMap.insert(std::make_pair(1,?"apple"));
myMap.insert(std::make_pair(2,?"banana"));
myMap.erase(1);

上述代码将删除键为1的键值对。调用erase函数时，传入要删除的键作为参数。

• 使用迭代器删除元素：

std::map<int,?std::string>?myMap;
myMap.insert(std::make_pair(1,?"apple"));
myMap.insert(std::make_pair(2,?"banana"));
auto?it?=?myMap.find(1);
if?(it?!=?myMap.end())?{
????myMap.erase(it);
}

上述代码通过先使用find函数查找到要删除的键对应的迭代器，然后调用erase函数来删除元素。

• 删除一定范围内的元素：

std::map<int,?std::string>?myMap;
myMap.insert(std::make_pair(1,?"apple"));
myMap.insert(std::make_pair(2,?"banana"));
myMap.insert(std::make_pair(3,?"orange"));
myMap.erase(myMap.begin(),?myMap.find(2));

find接口的使用

• map的find函数用于在map中查找指定键对应的元素。它返回一个迭代器，指向该键对应的元素，如果键不存在，则返回end迭代器。

std::map<int,?std::string>?myMap;
myMap.insert(std::make_pair(1,?"apple"));
myMap.insert(std::make_pair(2,?"banana"));
myMap.insert(std::make_pair(3,?"orange"));
auto?it?=?myMap.find(2);
if?(it?!=?myMap.end())?{
????std::cout?<<?"Key?found!?Value?is:?"?<<?it->second?<<?std::endl;
}?else?{
????std::cout?<<?"Key?not?found!"?<<?std::endl;
}

• 上述代码中，我们创建了一个map，并向其中插入了一些键值对。然后，使用find函数查找键为2的元素。如果找到了该键，打印对应的值；如果未找到，输出"Key not found!"。find函数返回的是一个迭代器，指向找到的元素。如果键不存在于map中，则返回end迭代器，它指向map中最后一个元素之后的位置。

clear接口的使用

• map的clear函数用于删除map中的所有元素，使其成为空map。使用clear函数不会改变map的容量，只是将其中的键值对全部删除。

std::map<int,?std::string>?myMap;
myMap.insert(std::make_pair(1,?"apple"));
myMap.insert(std::make_pair(2,?"banana"));
myMap.insert(std::make_pair(3,?"orange"));
myMap.clear();

上述代码中，我们创建了一个map，并向其中插入了一些键值对。然后，调用clear函数将所有元素都删除。

map的应用

• 当成计数数组使用

• 快速查找

set的使用

set的介绍

• STL中的set是一种有序的关联容器

• 它基于红黑树的数据结构实现。

• set的特点如下：

1. 唯一性：set中的元素是唯一的，不允许重复。如果尝试向set中添加已经存在的元素，操作将被忽略。

2. 有序性：set中的元素按照一定的顺序进行存储，默认情况下是升序排列。可以通过自定义比较函数来改变排序方式。

3. 快速插入与删除：set对插入和删除操作具有高效性能。红黑树结构可以自动调整以保持平衡，从而保证了常数时间复杂度的插入和删除操作。

4. 快速查找：set内部使用二叉搜索树（红黑树）实现，使得查找操作具有很高的效率。平均情况下的时间复杂度为O(log n)。

5. 提供迭代器支持：可以使用迭代器遍历set中的元素，支持正向和反向迭代。

insert接口的介绍

• 可以使用insert()方法向set中添加元素。如果添加的元素已经存在于set中，则不会有任何变化。

mySet.insert(4);??//?添加元素4到set中

erase和clear接口的介绍

• 可以使用erase()方法从set中删除指定的元素。如果指定的元素不存在于set中，不会有任何变化。另外，还可以使用clear()方法清空set中的所有元素。

mySet.erase(3);??//?从set中删除元素3
mySet.clear();??//?清空set中的所有元素

find接口的介绍

• 可以使用find()方法来查找set中的元素。如果找到了指定元素，返回指向该元素的迭代器；否则返回set的end()迭代器。

auto?it?=?mySet.find(2);??//?查找元素2
if?(it?!=?mySet.end())?
{
????//?元素存在
}?
else?
{
????//?元素不存在
}

set的应用

• 它在去重、成员关系判断和集合运算等方面都有广泛的应用。

• 要注意，set对于元素的插入和删除操作会导致树结构的调整，因此在某些情况下可能比unordered_set（哈希表实现）慢一些。