《C++ Primer 4th》读书笔记
关联容器和顺序容器的本质差别在于：关联容器通过键（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。
关联容器（Associative containers）支持通过键来高效地查找和读取元素。两个基本的关联容器类型是 map set。map 的元素以键－值（key-value）对的形式组织：键用作元素在 map 中的索引，而值则表示所存储和读取的数据。set仅包含一个键，并有效地支持关于某个键是否存在的查询。
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关联容器类型 |
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map |
关联数组：元素通过键来存储和读取 |
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set |
大小可变的集合，支持通过键实现的快速读取 |
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multimap |
支持同一个键多次出现的 map 类型 |
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multiset |
支持同一个键多次出现的 set 类型 |
pair 类型在 utility 头文件中定义。
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pairs 类型 |
提供的操作 |
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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 |
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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 ，其中 first 成员初始化为 v1，而 second 成员初始化为 v2 |
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make_pair(v1,v2) |
以 v1 和 v2 值创建一个新 pair 对象，其元素类型分别是v1 和 v2 的类型 |
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p1 < p2 |
两个 pair 对象之间的小于运算，其定义遵循字典次序：如果 p1.first < p2.first 或者!(p2.first < p1.first) &&p1.second < p2.second，则返回 true |
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p1 == p2 |
如果两个 pair 对象的 first 和 second 成员依次相等，则这两个对象相等。该运算使用其元素的 == 操作符 |
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p.first |
返回 p 中名为 first 的（公有）数据成员 |
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p.second |
返回 p 的名为 second 的（公有）数据成员 |
pair<string, string> anon; // holds two strings pair<string, int> word_count; // holds a string and an int pair<string, vector<int> > line; // holds string and vector<int>
与其他标准库类型不同，对于 pair 类，可以直接访问其数据成员：其成员都是仅有的，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：
string firstBook;
// access and test the data members of the pair
if (author.first == "James" && author.second == "Joyce")
firstBook = "Stephen Hero";
关联容器共享大部分——但并非全部的顺序容器操作。关联容器不提供front, push_front, pop_front, back, push_back 以及 pop_back 操作。
“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的访问元素，而与元素在容器中的存放位置完全无关。
map 类型
map 是键－值对的集合。map 类型通常可理解为关联数组（associative array）：可使用键作为下标来获取一个值，正如内置数组类型一样。而关联的本质在于元素的值与某个特定的键相关联，而并非通过元素在数组中的位置来获取。
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map的构造函数 |
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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 |
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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 |
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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> |
键类型的约束在使用关联容器时，它的键不但有一个类型，而且还有一个相关的比较函数。默认情况下，标准库使用键类型定义的 < 操作符来实现键（key type）的比较。对于键类型，唯一的约束就是必须支持 < 操作符，至于是否支持其他的关系或相等运算，则不作要求。
map 对象的元素是键－值对value_type 是存储元素的键以及值的 pair 类型，而且键为 const。
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map类定义的类型 |
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map<K,V>::key_type |
在 map 容器中，用做索引的键的类型 |
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map<K,V>::mapped_type |
在 map 容器中，键所关联的值的类型 |
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map<K,V>::value_type |
一个 pair 类型，它的 first 元素具有 const map<K,V>::key_type 类型，而 second 元素则为 map<K,V>::mapped_type 类型 |
map 迭代器进行解引用将产生 pair 类型的对象
对迭代器进行解引用时，将获得一个引用，指向容器中一个 value_type 类型的值。对于 map 容器，其 value_type 是 pair 类型：
// get an iterator to an element in word_count map<string, int>::iterator map_it = word_count.begin(); // *map_it is a reference to a pair<const string, int> object cout << map_it->first; // prints the key for this element cout << " " << map_it->second; // prints the value of the element map_it->first = "new key"; // error: key is const ++map_it->second; // ok: we can change value through an iterator
使用下标访问 map 对象并添加键－值元素对
1. 在 word_count 中查找键为 Anna 的元素，没有找到。
2. 将一个新的键－值对插入到 word_count 中。它的键是 const string 类型的对象，保存 Anna。而它的值则采用值初始化，这就意味着在本例中值为 0。
3. 将这个新的键－值对插入到 word_count 中。
4. 读取新插入的元素，并将它的值赋为 1。
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在 map 容器中添加一个新元素，它的键即为该下标值。
map <string, int> word_count; // empty map
// insert default initialzed element with key Anna; then assign 1 to its value
word_count["Anna"] = 1;
map 迭代器返回 value_type 类型的值——包含 const key_type 和mapped_type 类型成员的 pair 对象；下标操作符则返回一个 mapped_type 类型的值。
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map 容器提供的 insert 操作 |
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m.insert(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，则插入一个值为 e.second 的新元素；如果该键在 m 中已存在，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 |
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m.insert(beg,end) |
beg 和 end 是标记元素范围的迭代器，其中的元素必须为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 |
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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 为起点搜索新元素存储的位置。返回一个迭代器，指向 m 中具有给定键的元素 |
// if Anna not already in word_count, inserts new element with value 1 word_count.insert(map<string, int>::value_type("Anna", 1)); 传递给 insert 的实参相当笨拙。可用两种方法简化：使用 make_pair: word_count.insert(make_pair("Anna", 1)); 或使用 typedef typedef map<string,int>::value_type valType; word_count.insert(valType("Anna", 1));
insert 的返回值
如果试图插入的元素所对应的键已在容器中，则 insert 将不做任何操作。带有一个键－值 pair 形参的 insert 版本将返回一个值：包含一个迭代器和一个 bool 值的 pair 对象，其中迭代器指向 map 中具有相应键的元
素，而 bool 值则表示是否插入了该元素。
// count number of times each word occurs in the input map<string, int> word_count; // empty map from string to int string word; while (cin >> word) { // inserts element with key equal to word and value 1; // if word already in word_count, insert does nothing pair<map<string, int>::iterator, bool> ret = word_count.insert(make_pair(word, 1)); if (!ret.second) // word already in word_count ++ret.first->second; // increment counter }
查找并读取 map 中的元素
使用下标存在一个很危险的副作用：如果该键不在 map 容器中，那么下标操作会插入一个具有该键的新元素。
map 容器提供了两个操作：count 和 find，用于检查某个键是否存在而不会插入该键。
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不修改map 对象的查询操作 |
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m.count(k) |
返回 m 中 k 的出现次数 |
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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 |
map 容器的 erase 操作返回 void，而顺序容器的 erase 操作则返回一个迭代器，指向被删除元素后面的元素。
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从map 对象中删除元素 |
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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 |
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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，而且不能等于 m.end()。返回 void |
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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个位置。而且，b 和 e 要么相等（此时删除的范围为空），要么 b 所指向的元素必须出现在 e 所指向的元素之前。返回 void 类型 |
与其他容器一样，map 同样提供 begin 和 end 运算，以生成用于遍历整个容器的迭代器。
set 容器支持大部分的 map 操作。两种例外包括：set 不支持下标操作符，而且没有定义 mapped_type 类型。在 set 容器中，value_type 不是 pair 类型，而是与 key_type 相同的类型。它们指的都是 set 中存储的元素类型。
可使用 insert 操作在 set 中添加元素：
set<string> set1; // empty set set1.insert("the"); // set1 now has one element
另一种用法是，调用 insert 函数时，提供一对迭代器实参，插入其标记范围内所有的元素。
set<int> iset2; // empty set iset2.insert(ivec.begin(), ivec.end()); // iset2 has 10
elements
与 map 容器的操作一样，带有一个键参数的 insert 版本返回 pair 类型对象，包含一个迭代器和一个 bool 值，迭代器指向拥有该键的元素，而 bool 值表明是否添加了元素。使用迭代器对的 insert 版本返回 void 类型。
为了通过键从 set 中获取元素，可使用 find运算。如果只需简单地判断某个元素是否存在，同样可以使用 count 运算，返回 set 中该键对应的元素个数。
multimap 和 multiset 类型
multimap和 multiset 类型与相应的单元素版本具有相同的头文件定义：分别是 map 和set 头文件。
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。不能对 multimap 对象使用下标操作，因为在这类容器中，某个键可能对应多个值。
由于键不要求是唯一的，因此每次调用 insert 总会添加一个元素。带有一个键参数的 erase 版本将删除拥有该键的所有元素，并返回删除元素的个数。
在 multimap 和 multiset 中查找元素
关联容器 map 和 set 的元素是按顺序存储的。而 multimap 和multset 也一样。因此，在 multimap 和 multiset 容器中，如果某个键对应多个实例，则这些实例在容器中将相邻存放。
使用 find 和 count 操作
count 函数求出某键出现的次数，而 find 操作则返回一个迭代器，指向第一个拥有正在查找的键的实例：
// author we'll look for string search_item("Alain de Botton"); // how many entries are there for this author typedef multimap<string, string>::size_type sz_type; sz_type entries = authors.count(search_item); // get iterator to the first entry for this author multimap<string,string>::iterator iter = authors.find(search_item); // loop through the number of entries there are for this author for (sz_type cnt = 0; cnt != entries; ++cnt, ++iter) cout << iter->second << endl; // print each title
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返回迭代器的关联容器操作 |
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m.lower_bound(k) |
返回一个迭代器，指向键不小于 k 的第一个元素 |
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m.upper_bound(k) |
返回一个迭代器，指向键大于 k 的第一个元素 |
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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) |
lower_bound 返回的迭代器不一定指向拥有特定键的元素。如果该键不在容器中，则 lower_bound 返回在保持容器元素顺序的前提下该键应被插入的第一个位置。
// definitions of authors and search_item as above // pos holds iterators that denote range of elements for this key pair<authors_it, authors_it> pos = authors.equal_range(search_item); // loop through the number of entries there are for this author while (pos.first != pos.second) { cout << pos.first->second << endl; // print each title ++pos.first; }