C++学习STL之关联容器 --- pair、map、set

本博文我们继续讨论标准模板库STL的关联容器；

主要有：pair、map、set。

一：pair

pair是一种简单的关联类型，不属于容器范围。而是代表一个 key-value键值对。

创建、初始化、操作 示例代码如下：

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
using namespace std;
//将pair放入容器&initpair
int main(int argc, const char *argv[])
{
    vector<pair<string, int> > vec;//初始化vector

    pair<string, int> p1;//num.1
    p1.first = "hello";
    p1.second = 12 ;
    vec.push_back(p1);

    pair<string, int> p2("world", 22);//num.2
    vec.push_back(p2);

    vec.push_back(make_pair<string, int>("foo", 44));//num.3

    for(vector<pair<string,int> >::iterator it = vec.begin(); //g++ main.cc -std=c++0x
        it != vec.end(); 
        ++it)
    {
        cout << "key: " << it->first << "  val:"<< it->second << endl;    
    }

    return 0;
}

 二：map

1）：map则是一个容器，里面存储的是 pair对象。但存储的方式与vector<pair>这种 连续存储有所不同， map采用的是 二叉排序树存储pair，一般是红黑树。

2）：map使用下标访问时，如果 key不存在，那么会在map 中自动添加一个新的pair，value为默认值。

性能分析：由于map采用二叉排序树（红黑树），树的高度不超过 [logN] +1。所以 插入和查询时间复杂度 为  O（lgN）；

注意：使用insert插入map元素时，如果失败，则不会更新原来的值。

a）：初始化（示例代码如下）：

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <map>
#include <algorithm>
using namespace std;
//Red_black Tree
int main(int argc, const char *argv[])
{
    map<string, int> m;
    m["beijing"] = 2000;
    m["hangzhou"] = 880;
    m["shanghai"] = 1500;
// key --> value  采用二叉排序树对key排序
//两种打印方式
    for(map<string, int>::const_iterator it = m.begin();
        it != m.end();
        it++)
    {
        //*it pair
        cout << it->first <<":" << it->second << endl;
    }
    for(const pair<int, string> &p: m) // -std=c++0x(C++11) 注意要用pair 
        cout << p.first << ":" << p.second << endl;
    return 0;
}

b）：下标访问

每当用下标访问map元素的时候，如果元素不存在，那么会在map中新生成一个键值对。所以，用下标访问不存在的键值对时，会增加容器的大小。 （应用：单词计数程序）

    map<string, int> word_count;
    string word;
    while (cin >> word) {
        word_count[word]++;  
    for_each(word_count.begin(), word_count.end(), print);

 c）：insert操作（map，set有insert操作， 而vector没有）

示例如下;

//本例测试insert的返回值
int main(int argc, const char *argv[])
{
    map<string, int> m ;

    m.insert(make_pair("hello",1));
    m.insert(make_pair("wordl",2));
    m.insert(make_pair("foo",1));

    cout << m.size() << endl; //3

    //insert的返回值类型
    pair<map<string, int>::iterator, bool> ret ;
        //插入成功
    ret = m.insert(make_pair("faasdf",23));
    cout << "ret:" << ret.second << endl; //1
        //插入失败
    ret = m.insert(make_pair("hello",234)); //false
    cout << "ret:" << ret.second << endl;
    
    //ret.first 代表指向迭代器的指针。
    cout << "ret:" << ret.first->second << endl; // 1

    return 0;
}

d):count，find 函数测试 key值得存在性。

注意：下标操作 与 count 的区别

使用下标获取value值的时候，存在这样一个弊端，如果下表访问的是不存在的元素，俺么会自动给map 增加一个 key-value键值对，有时候这不是我们所预期的。

而count和find可以较好解决这一问题。

count：仅仅能得出该元素是否存在。

find： 能够返回该元素的迭代器 。

示例代码如下：

//count、 insert、find 测试key存在性
int main(int argc, const char *argv[])
{
    map<string, string> m;
    m["beijing"] = "good";
    m["shanghai"] ="good";
    m["shenzhen"]= "good";

    cout << m.count("beijing") << endl;// 1
    cout << m.count("HK") << endl;// 0
    
    map<string, string>::iterator it = m.find("beijing");
    //m.find("Hk")--->不存在
    if(it == m.end())
        cout << "不存在" <<endl;
    else
        cout << it->first <<":" << it->second << endl ; //
    return 0;
}

三：set （停用词功能）

insert、erase、find操作。

实例代码如下：

//set 三个性质; 确定性，唯一性，无序性
//和 map 一样， 采用 红黑树 RB_Tree 有序的  查询时间复杂度 lgN
int main(int argc, const char *argv[])
{
    set<int> s ;
    int i;
    for (i = 0; i < 20; i++)
    {
        s.insert(i);
        s.insert(i);
    }
    cout << "size:" <<s.size() << endl;// 20 -->唯一性

    for(int i : s) // -std=c++0x
        cout << i << " " ;
    cout << endl ;
    return 0;
}

注意：set（集合） 与map（映射） 的区别

a)   二者均使用红黑树实现；

b)   key需要支持<操作（能够比较，对于整个结构体而言，则无法比较）；

c)   map侧重于key-value的快速查找；

d)   set侧重于查看元素是否存在。

共同点：map和set中的元素无法排序。由于其具有二叉排序性质，故不能排序。