红黑树 【map】、【set】的使用

关联容器：
1)map：经过排序了的二元组的集合，map中的每个元素都是由两个值组成，其中的key（键值，一个map中的键值必须是唯一的） 是在排序或搜索时使用，它的值可以在容器中重新获取；而另一个值是该元素关联的数值。
2)set：包含了经过排序了的数据，这些数据的值(value)必须是唯一的
map和set的基本原理：红黑树。

一.红黑树实现——STL中的map
1.map是一类关联式容器。它的特点是增加和删除节点对迭代器的影响很小，除了那个操作节点，对其他的节点都没有什么影响。对于迭代器来说，可以修改实值，而不能修改key。

2.map的功能：
1）自动建立Key － value的对应（key 和 value可以是任意你需要的类型）
2）根据key值快速查找记录，查找的复杂度基本是Log(N)，如果有1000个记录，最多查找10次，1,000,000个记录，最多查找20次。
3）快速插入Key - Value 记录
4）快速删除记录
5）根据Key 修改value记录
6）遍历所有记录

3.map对象是模板类，需要关键字和存储对象两个模板参数,这样就定义了一个用int作为索引,并拥有相关联的指向string的指针.

4.map使用：
1.数据的插入
在构造map容器后，我们就可以往里面插入数据了
1)用insert函数插入pair数据

#include <map>#include <string>#include <iostream>using namespace std;int main(){    map<int, string> mapStudent;    mapStudent.insert(pair<int, string>(1, "student_one"));    mapStudent.insert(pair<int, string>(2, "student_two"));    mapStudent.insert(pair<int, string>(3, "student_three"));    map<int, string>::iterator  iter;    for (iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)    {        cout << iter->first << " "<< iter->second << endl;    }}

2)用insert函数插入value_type数据

#include <map>#include <string>#include <iostream>using namespace std;int main(){    map<int, string> mapStudent;    mapStudent.insert(map<int, string>::value_type(1, "student_one"));    mapStudent.insert(map<int, string>::value_type(2, "student_two"));    mapStudent.insert(map<int, string>::value_type(3, "student_three"));    map<int, string>::iterator  iter;    for (iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)    {        cout << iter->first << " " << iter->second <<endl;    }}

3)用数组方式插入数据

#include <map>#include <string>#include <iostream>using namespace std;int main(){    map<int, string> mapStudent;    mapStudent[1] = "student_one";    mapStudent[2] = "student_two";    mapStudent[3] = "student_three";    map<int, string>::iterator  iter;    for (iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)    {        cout << iter->first << " " << iter->second << endl;    }}

以上三种用法，虽然都可以实现数据的插入，但是它们是有区别的，当然了第一种和第二种在效果上是完成一样的，用insert函数插入数据，在数据的插入上涉及到集合的唯一性这个概念，即当map中有这个关键字时，insert操作是插入数据不了的，但是用数组方式就不同了，它可以覆盖以前该关键字对应的值，用程序说明

mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (1, “student_one”));mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (1, “student_two”));

上面这两条语句执行后，map中1这个关键字对应的值是“student_one”，第二条语句并没有生效，那么这就涉及到我们怎么知道insert语句是否插入成功的问题了，可以用pair来获得是否插入成功，程序如下

Pair<map<int, string>::iterator, bool> Insert_Pair;Insert_Pair = mapStudent.insert(map<int, string>::value_type (1, “student_one”));

我们通过pair的第二个变量来知道是否插入成功，它的第一个变量返回的是一个map的迭代器，如果插入成功的话Insert_Pair.second应该是true的，否则为false。

下面给出完成代码，演示插入成功与否问题:

#include <map>#include <string>#include <iostream>using namespace std;int main(){    map<int, string> mapStudent;    pair<map<int, string>::iterator, bool> Insert_Pair;    Insert_Pair = mapStudent.insert(pair<int, string>(1, "student_one"));    if(Insert_Pair.second == true)    {        cout << "Insert Successfully"<< endl;    }    else    {        cout << "Insert Failure" << endl;    }    Insert_Pair = mapStudent.insert(pair<int, string>(1, "student_two"));    if(Insert_Pair.second == true)    {        cout << "Insert Successfully" << endl;    }    else    {        cout << "Insert Failure" << endl;    }    map<int, string>::iterator  iter;    for (iter = mapStudent.begin(); iter != mapStudent.end(); iter++)    {        cout << iter->first << " " << iter->second << endl;    }    system("pause");    return 0;}

2.删除：
erase()
1) erase ( iterator position );
删除的是position位置的元素
2）size_type
erase ( const key_type& x );
删除的是键值所在的位置，成功为1，否则为0
3）void
erase ( iterator first, iterator last );
删除一段迭代器区间

二.set
方法：
clear() 清除所有元素
count() 返回某个值元素的个数
empty() 如果集合为空，返回true(真）
erase() 删除一段迭代器区间
find() 返回一个指向被查找到元素的 迭代器
insert() 在集合中插入元素

count():count是为了统计某个数值出现的次数，在set里面不能重复出现相同的数值，count的返回值只有0和1两个值，0表示的是不存在，1表示存在。

三.应用：统计水果出现最多次数的问题：

using namespace std;#include<cstdlib>  #include<set>  #include<map>  #include<vector>  #include<string>  #include<algorithm>  //统计水果出现次数最多的前三个  void CountTopK(vector<string>& v){    map<string, int> countMap;    for (size_t i = 0; i<v.size(); ++i)    {        //  第一种方法          //  find()遍历了一遍，insert()又重复遍历了一遍          //  map<string,int>::iterator ret=countMap.find(v[i]);          //  if(ret!=countMap.end())   //找到          //  {          //      ret->second ++;          //  }          //  else  //没找到          //      countMap.insert(pair<string,int>(v[i],1));          //  第二种方法          //pair<map<string,int>::iterator ,bool> ret=countMap.insert(pair<string,int>(v[i],1));          //if(ret.second ==false) //没插入成功，说明已有          //  ret.first ->second ++;          //  第三种方法          countMap[v[i]]++;    }    //只能统计出数量最多的一个      /*map<string,int>::iterator countit=countMap.begin ();    map<string,int>::iterator max=countMap.begin ();    while(countit!=countMap.end())    {    if(countit->second >max->second )    max=countit;    ++countit;    }*/    //为了统计出排在前三位置的水果      //第一种解法：把map的迭代器push到vector中，然后调用算法中的sort方法      //vector<map<string,int>::iterator > vinfos;     //map<string,int>::iterator countit=countMap.begin ();      //while(countit!=countMap.end())      //{      //    vinfos.push_back (countit);      //  countit++;      //}      //仿函数      //struct Compare      //{      //  bool operator()(map<string,int>::iterator& l,map<string,int>::iterator& r)      //  {      //      return l->second > r->second;      //  }      //};      //sort(vinfos.begin(),vinfos.end(),Compare()); //从大到小排列      //第二种解法：把pair结构插入到vector中      vector<pair<string, int>> vinfos(countMap.begin(), countMap.end());      //仿函数      struct Compare    {        bool operator()(pair<string, int>& l, pair<string, int>& r)        {            return l.second > r.second;        }    };    sort(vinfos.begin(), vinfos.end(), Compare()); //从大到小排列  }int main(){    vector<string> v;    v.push_back("苹果");    v.push_back("苹果");    v.push_back("香蕉");    v.push_back("苹果");    v.push_back("苹果");    v.push_back("梨");    v.push_back("梨");    v.push_back("苹果");    v.push_back("苹果");    v.push_back("苹果");    v.push_back("苹果");    v.push_back("梨");    //给it指向的位置插入“西瓜”，其他的依次向后拷贝，size+1      /*vector<string>::iterator  it=v.begin();    it++;    v.insert(it,"西瓜");*/    CountTopK(v);    system("pause");    return 0;}