stl之关联容器学习笔记1

概述

stl定义了另一种容器，名曰关联容器，关联容器和顺序容器的本质区别在于：关联容器通过键key来存储和读取元素，而顺序容器则通过元素在容器中的位置顺序存储和访问元素。关联容器的大部分行为与顺序容器相同，但其独特之处在于支持键的使用。

 

stl提供了两个基本的关联容器

1、map:容器中以键值的形式来组织数据。键key代表了数据在容器中的索引，而值则是表示所存储和读取的数据。

2、set:仅包含一个键，一般用于查询某个键是否存在。

举个例子：

字典是map的典型应用，字典中的字就是键，而字对应的内容解释就是值。

在某些文字处理中，set用作关键字的集合，程序决定这些关键字是否屏蔽。

 

set和map所包含的元素都具有不同的键，换句话说，一个相同的键不能在容器内出现两次（一个键无法对应多个值）。为了解决这个问题，标准库引入了multimap和multiset类型，这两种容器允许多个元素拥有相同的键。

举个例子：

在电话本的应用中，一个人名（键）可能对应多个号码（值），这时选用multimap较为合适。

 

pair类型

在讨论关联容器前，必须先引入一个与之关系密切的stl类型，pair类型。

pair类型是单个的键值对，说明白点，map中的单个元素就是一个pair类型元素，通过map迭代器进行解引用，得到的就是pair类型对象。

pair定义在utility头文件中。

pair类型提供的操作有：

1、pair<T1,T2> p1:创建一个空的pair对象，它的两个元素类型分别为T1,T2，采用值初始化(如string则初始化为"").

2、pair<T1,T2> p1(v1,v2):创建一个pair对象，它的两个元素类型分别为T1,T2，其中第一个成员初始化为v1,第二个成员初始化为v2.

3、make_pair(v1,v2):以v1和v2的值创建一个新的pair对象，起元素类型分别为v1和v2的类型.

4、p1<p2:两个pair之间的小于判断。采用字典次序比较,先比较p1.first和p2.first，如相等，则比较p1.second和p2.second.

5、p1==p2:如果两个pair对象的first和second元素依次相等，则返回真。该运算使用其元素的==运算（也就是元素类型必须提供==操作）.

6、p.first:返回p中第一个的数据成员。

7、p.second:返回p中第二个数据成员。

技巧：pair类型的使用比较繁琐，因此，如果需要定义多个相同的pair类型，可以使用以下形式

typedef pair<string,string> name;

name shen("haha","hehe");

name wang("hoho","xixi");

 

map容器

在使用map前，必须包含map的头文件。

在定义map的时候，必须指明map的键值类型。

如：map<string,string> phone_book;//键为string类型，值为string类型

构造函数：

1、map<k,v> m:创建一个名为m的空map，键值类型分别为k和v。

2、map<k,v> m(m2):创建m2的副本m，m与m2必须有相同的键类型和值类型。

3、map<k,v> m(b,e):创建map类型的对象m，存储迭代器b和e标记范围内所有元素的副本（左闭合区间），元素类型必须能转换为pair<const k,v>。

 

注意：使用关联容器时，键的类型必须要有<操作符（比较操作符中的小于）。因为在向关联容器中增加元素时，是按照严格弱排序来排列的，即小的在大的前面，所以要实现这种排序，必须定义<操作符。

 

定义的类型：

map<k,v>::key_type:在map容器中，用作索引的键的类型。

map<k,v>::mapped_type:在map容器中，键所关联的值的类型。

map<k,v>::value_type:map容器中一个元素的类型，实际是一个pair类型，它的first是 map<k,v>::key_type类型，second是map<k,v>::mapped_type类型。

 

注意：对map迭代器进行解引用时，得到的是一个pair对象。那么，完全可以对map迭代器做->操作，这样比较简洁，看下面的例子:

map<int,int> ii_map;

...//插入元素

map<int,int>::iterator ii_iter=ii_map.begin();

cout <<ii_iter->first;

cout <<(*ii_iter).first;

 

map的操作

添加元素：

最常规的方法就是和顺序容器一样，使用map::insert成员函数插入元素。有以下三个版本:

1、m.insert(e):e是一个value_type类型（pair）。如果e.first不在m中，则插入一个值为e.second的新元素。反之，则保持m不变。

注意：该函数返回一个pair类型对象，这个对象的first是指向键为e.first的元素的map迭代器，second是一个bool类型的对象，表示是否插入了该元素。

2、m.insert(beg,end):beg和end是标志着元素范围的迭代器（左闭合区间）。迭代器指向的元素，必须为value_type类型。对于范围内的所有元素，如果它的键在m中不存在，则将该键及其关联的值插入到m中。返回void。

3、m.insert(iter,e):e是待插入的元素，类型必须为value_type(pair)。如果e.first不在m中，则创建新元素，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，指向键为e.first的元素。

 

除了以上三种成员函数，还可以使用下标来实现添加元素。考虑以下的例子：

map<string,int> si_map;

si_map["haha"]=1;

以上示例执行了这些操作：

1、在si_map中搜索键为haha的元素，没找到。

2、将一个新的键值对插入si_map中，其中键位const string类型对象，保存了haha.值为int的初始化值，为0。

3、读取新插入的元素，并将它的值赋为1。

4、如果si_map中已经有haha这个键了，则将haha对应的值设置为1。

可见，map的下标即是元素的键。使用下标进行赋值时，如map中不存在给定的键，则添加这个键值。

查询操作

提供两个函数

1、m.count(k):返回m中键为k的元素出现的次数（对于map来说，只可能是0或1）

2、m.find(k):搜索m中键为k的元素，如搜索到，则返回指向这个元素的迭代器。否则，返回超出末端的迭代器。

 

删除元素

1、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。（对于map来说，只可能是0或者1）

2、m.erase(p):从m中删除迭代器p所指向的值。p必须指向m中确实存在的元素，当然不能等于m.end()。返回void。

3、m.erase(b,e):从m中删除一段范围内的元素（左闭合区间）。b和e必须标记m中的一段有效范围。b和e要么相等（删除范围为空），要么b所指的元素必须在e所指的元素之前。返回void。