C++關聯容器知識總結

　　C++的容器類型能夠分爲順序容器和關聯容器兩大類。順序容器的知識能夠參看我上篇的隨筆《C++順序容器知識總結》。關聯容器支持經過鍵值來高效的查找和讀取元素，這是它和順序容器最大的區別。兩種基本的關聯容器類型是map和set。map的元素以鍵-值對的形式組織：鍵用做元素在map中的索引，而值則表示所存儲和讀取的數據。set僅包含一個鍵，並有效的支持關於某個鍵是否存在的查詢。下表是關聯容器的類型：

map                      關聯數組；元素經過鍵來存儲和讀取
set                      大小可變的集合，支持經過鍵實現快速讀取
multimap                 支持同一個鍵屢次出現的map類型
multiset                 支持同一個鍵屢次出現的set類型

 

一.pair類型

　　在開始介紹關聯容器以前，咱們須要瞭解一種與之相關的標準庫類型——pair類型，該類型定義在頭文件utilty中。下表是pair類型提供的操做。

pair<T1,T2>    p1;                     建立一個空的pair對象，它的兩個元素分別是T1和T2類型，採用值初始化
pair<T1,T2>    p1(v1,v2);              建立一個pair對象，它的兩個元素分別是T1和T2類型，其中first成員初始化爲v2，second成員初始化爲v2。
make_pair(v1,v2)                       以v1,v2值建立一個新的pair對象，其元素類型分別是v1，v2類型
p1<p2                                  兩個pair對象之間的小於運算，遵循字典順序
p1==p2                                 若是兩個pair對象的first和second值依次相等，則它們相等
p.first                                返回p中名爲first的數據成員
p.second                               返回p中名爲second的數據成員

　　能夠看到，和容器同樣，pair也是一種模板類型。它的數據成員是公有的，分別命名爲first和second，只需點操做就能夠訪問其成員。其定義初始化的操做也很簡單，除了構造函數外，pair還提供了一個make_pair函數來建立pair對象，並賦值給已存在的pair對象。

　　

pair<string,string>    next_auth;
string    first,last;
while(cin>>first>>last)
    next_auth=make_pair(first,last);
//上面的賦值操做等效於下面這條語句
next_auth=pair<string,string>(first,last);

二.map類型

　　map是鍵-值對的集合。map類型能夠理解爲關聯數組：可使用鍵做爲下標來獲取一個值，正如內置數組類型同樣。map和set等關聯容器共享大部分順序容器的操做。關聯容器不提供front、push_front、pop_front、back、push_back和pop_back操做。

1.map對象的定義

　　在使用map對象以前，須要在頭文件中包含map頭。其定義示例以下：

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

　　此外，map還共有3種構造函數用於定義和初始化。

map<k,v>    m;                 建立一個名爲m的空map對象，其鍵和值類型分別爲k和v類型
map<k,v>    m(m2);             建立一個m2的副本m，m和m2必需要有相同的鍵和值類型
map<k,v>    m(b,e);            建立map類型的對象m，存儲迭代器b和e標記範圍內全部元素的副本。元素的類型必須能轉換位pair<const k,v>

　　

2.map定義的類型

　　因爲map對象的元素是鍵-值對，即每一個元素包含兩個部分：鍵以及由鍵關聯的值。vaule_type是存儲元素的鍵以及值得pair類型，並且鍵位const。下表爲map類定義的類型。

map<K,V>::key_type               在map容器中，用做索引的鍵的類型
map<K,V>::mapped_type            在map容器中，鍵所關聯的值的類型
map<K,V>::value_type             一個pair類型。它的first元素具備const map<K,V>::key_type 類型，而second元素具備map<K,V>::mapped_type類型

　　注意對map迭代器進行解引用將產生的是pair類型的對象，它的first成員存放的是鍵，爲const，second成員存放的是值。

3.map中添加元素

　　給map添加元素有兩種方式：一是使用insert成員實現。二是先用下標獲取元素，讓而後給獲取的元素賦值。

　　map使用下標和vector相似，返回的都是下標關聯的值，可是map的下標是鍵而不是遞增的數字。下面的程序很好的說明了這個特色。

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

　　首先在word_count中查找鍵爲Anna的元素，沒有找到。接着將一個新的鍵-值對插入到word_count容器中，鍵爲Anna，值初始化爲0；最後會把值1賦值給鍵爲Anna的元素。咱們能夠看到，用下標訪問map中不存在的元素，會致使在map容器中添加一個新元素，它的鍵即爲該下標值。map的下標運算和vector下標運算相同：返回鍵相關聯的值。運用map容器的這些特色，可使編程編的很簡練。以下面記錄每一個單詞出現次數的例子：

map<string,int>    word_count;
string    word;
//統計word_count中某個單詞出現的次數
while(cin>>word)
    ++word_count;

　　map容器的insert使用的是pair類型的參數。以下表爲map容器提供的insert操做。

　　

m.insert(e)              e是一個用在m上的vaule_type類型的值。若是鍵e.first不在m中，則插入一個鍵爲e.first值爲e.seconde的元素。若是該鍵在m中已存在。則m保持不變。
                         該函數返回一個pair類型的對象，包含指向鍵爲e.first的元素的map迭代器，以及一個bool類型的對象，表示是否插入成功。
m.insert(beg,end)        beg和end是標記元素範圍的迭代器，其中的元素必須爲m.value_type類型的鍵-值對。
                         對於該範圍內的素有元素，若是它的鍵在m中不存在，則將該鍵及其關聯的值插入m。返回void    
m.insert(iter,e)         e是一個用在vaule_type類型的值。若是鍵不在m中，則建立新元素，並以迭代器iter爲起點搜索新元素存儲的位置。
                         返回一個迭代器，指向m中具備給定鍵的元素。

　　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中元素的查找與讀取

　　map中下標讀取元素的缺點是當不存在該元素時會自動添加，有時這是咱們不但願看到的。因此map提供了另外兩個操做：count和find，用於檢查某個鍵是否存在而不會插入該鍵。

m.count(k)               返回m中k出現次數
m.find(k)                若是m容器中存在按k索引的元素，則返回指向該元素的迭代器。若是不存在，則返回超出末端迭代器

　　count成員的返回值只能是0或1，由於map值容許一個鍵對應一個實例。若是返回值爲非0，則能夠用下標操做來獲取該鍵所關聯的值。

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，則返回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中刪除元素

　　從map容器中刪除元素用erase操做，它有三種變化形式，以下：

m.erase(k)                刪除m中鍵爲k的元素。返回size_type類型的值，表示刪除的元素個數
m.srase(p)                從m中刪除迭代器p指向的元素。p必須指向m中確實存在的元素，並且不能等於m.end()。返回void型
m.erase(b,e)              從m中刪除一段範圍內的元素，該範圍由迭代器對b和e標記。b和e必須標記m中的一段有效範圍：即b和e都必須指向m中的元素或最後元素的下一個位置
                          並且,b要麼在e的錢main，要麼和e相等。返回void

6.map對象的迭代遍歷

　　map和其餘容器同樣也提供begin和end運算。

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類型

　　set只是單純的鍵的集合。當只想知道一個值是否存在時，使用set容器是最合適的。set容器支持大多數map的操做,包括構造函數、insert、count、find、erase操做。可是不包括下標操做，沒有定義mapped_type類型。在set容器中value_type不是pair類型，而是與key_type相同的類型。與map同樣，set容器中存儲的鍵也是惟一的。

1.set的定義與使用

　　使用set以前必須包含set頭文件，set支持的操做基本與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;        //輸出20
cout<<iset.size()<<end;         //輸出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.從set中獲取元素

　　set沒有下標操做，爲了經過鍵從set中獲取元素，可以使用find運算。若是僅是判斷某個元素是否存在，也可以使用count操做，返回值只能是1或0。

 

參考文獻

《C++ PRIMER》 中文版