关联容器总结

关联容器

1.简介

1.1 定义

关联容器（associativecontainer）通过键（key）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。

“容器元素根据键的次序排列”这一事实就是一个重要的结论：在迭代遍历关联容器时，我们可确保按键的顺序访问元素，而与元素在容器中的存放位置完全无关。

 

1.2 引言：pair类型

头文件：#include <utility>

1.2.1 创建pair对象

pair<T1, T2> p1                         创建一个空的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)         创建一个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v1，而second成员初始化为v2

make_pair(v1, v2)                      以v1和v2值创建一个新的pair对象，其元素类型分别是v1和v2的类型

 

1.2.2 pair对象的操作

对于pair类，可以直接访问其数据成员：其成员都是公有的，分别命名为first和second，只需使用普通的点操作符---成员访问标志，即可访问其成员。

举例：

pair<string,string> name(“feng”, “di”);

name.first = “feng”

name.second = “di”

2.map类型

2.1 map对象的定义

map的构造函数

map<k, v> m;             创建一个名为m的空map对象，其键和值的类型分别为k和v

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

map<k, v> m(b, e);                       创建map类型的对象m，存储迭代器b和e标记的范围内所有元素的副本，元素的类型必须能转换为pair<const k, v>

注意：在实际应用中，键类型必须定义 < 操作符，而且该操作符应能“正确的工作”，这一点很重要。

2.2 map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                一个pair类型，它的first元素具有constmap<k, v>::key_type类型，而second元素具有map<k ,v>::mapped_type类型

注意：需谨记value_type是pair类型，它的值成员可以修改，但键成员不能修改。

2.3 给map添加元素

2.3.1 使用下标操作符实现

先用下标操作符获取元素，然后给获取的元素赋值

举例：

         map<”string”,“int”> word_count;

         word_count[“Anna”]= 1;

注意：使用下标访问map与使用下标访问数组或vector的行为截然不同：用下标访问不存在的元素将导致map容器中添加一个新的元素，它的键即为该下标值。

2.3.2使用insert()成员实现

m.insert(e)                          e是一个用在m上的value_type类型的值。

如果键(e.first)的在值不在m中，则插入一个值为e.second的新元素；如果该键在m中已经存在，则保持m不变。

该函数返回一个pair类型对象，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，表示是否插入了该元素。

m.insert(beg, end)                     beg和end是标记元素范围的迭代器，其中的元素必须是m.value_type类型的键-值对。

对于该范围内的所有元素，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。返回void类型。

m.insert(iter, e)                          e是一个用在m上的value_type类型的值。如果键(e.first)不在m中，则创建新元素，并以迭代器iter为起点搜索新元素的存储的位置。返回一个迭代器，指向m中具有给定键的元素。

2.4 查找并读取map中的元素

2.4.1 使用下标操作

举例：

map<string, int> word_count;

int occurs = word_count[“Anna”];

注意：如果Anna不是map中的键，那么就会插入一个新的元素。所以一般只读取元素很少用下标操作去完成。

2.4.2 不修改map对象的查询操作

m.count(k)                         返回m中k的出现次数

举例：

int occurs = 0;

if(word_count.count(“Anna”) != 0)

{

         occurs= word_count[“Anna”];

}

 

m.find(k)                                       如果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。如果不存在，则返回超出末端迭代器

举例：

int count = 0;

map<string, int>:: iterator iter = word_count.find(“Anna”);

if (iter != word_count.end())

{

         occurs= iter->second;

}

注意：对于map对象，count成员的返回值只能是0或1。map容器只允许一个键对应一个实例，所以count可有效地表明一个键是否存在。

2.5从map对象中删除元素

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.erase(p)                                   从m中删除迭代器p所指向的元素。P必须指向m中确实存在的元素，而不能等于m.end()。返回void类型

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中的元素或最后一个元素的下一位置。而且，b和e要么相等（此时删除的范围为空），要么b所指向的元素出现在e所指向的元素之前，返回void类型

注意：始终记住map中的元素的键—值是一对一的。

2.6 map对象的迭代遍历

举例：

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

while(map_it != word_count.end())

{

         cout<< map_it->first << “occurs”

                  << map_it->second << “times”<< endl;

         ++map_it;

}

 

3.set类型

3.1  set类型的定义：

set容器只是单纯的键的集合，

而map容器时键-值对的集合。

注意：当只想知道一个值是否存在时，使用set容器是最合适的。

 

set容器支持大部分的map操作，包括：构造函数，insert操作，count和find操作，以及erase操作。

 

3.2  set类型与map类型的区别

类型/操作

map

set

下标操作

支持

不支持

是否定义mapped_type类型

定义

没定义

value_type

pair<const key_type, mapped_type>

const key_type

 

4. multimap和multiset类型

4.1 特点

map和set容器中，一个键只能对应一个实例。而multimap和multiset类型允许一个键对应多个实例。

multimap和multiset所支持的操作分别与map和set的操作相同，只有一个例外：multimap不支持下标运算。因为某个键可能对应多个值。

4.2 返回迭代器的关联容器操作

m.lower_bound(k)                      返回一个迭代器，指向键不小于k的第一个元素

m.upper_bound(k)                     返回一个迭代器，指向键大于k的第一个元素

m.equal_range(k)                       返回一个迭代器的pair对象

它的first成员等价于m.lower_bound(k)。而second成员则等价于m.upper_bound(k)

注意：lower_bound和upper_bound，适用于所有的关联容器，但更常用于multimap和multiset。

所有操作都需要传递一个键，并且返回一个迭代器。