[c++] Associative Containers
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。
Goto: C++ Primer 第十章 关联容器
关联式容器依据特定的排序准则，自动为其元素排序。排序准则以函数形式呈现，用来比较元素值（value）或元素键（key）。缺省情况下以
operator<进行 比较，不过你也可以提供自己的比较函数，定义出不同的排序准则。通常关联式容器 由二叉树（binary tree）实现。在二叉树中，每个元素（节 点）都有一个父节点和两个子节点；左子树的所有元素都比自己小，右子树的所有元素都比自己大。关联式容器的差别主要在于元素的类型以及处理重复元素时的方式。
STL预先定义好的关联式容器有：
- 集合（set），大小可变的集合，支持通过键实现的快速读取
- 多重集合（multiset），支持同一个键多次出现的 map 类型
- 映射（map），关联数组：元素通过键来存储和读取
- 多重映射（multimap），支持同一个键多次出现的 set 类型
映射（map）
一、基本操作
int main()
{
cout << "Hello World!" << endl;
// 初始化方法１
pair<string, int> author1;
author1.first = "lolo";
author1.second = 18;
// 初始化方法２
pair<string, int> author2;
author2 = make_pair("lolo", 18);
map<string, int> myMap;
// 初始化方法一
myMap["jeff"] = 29;
// 初始化方法二
myMap.insert(make_pair("Bing", 99));
cout << myMap["jeff"] << endl;
cout << myMap["lolo"] << endl; //Actually, new element added.
return 0;
}
隐患："被搜索的" 空键值
查找Key不存在的内容，会默认自动添加。
(1) The map contains this key. So it will return the corresponding key value.
(2) The map doesn't contain the key. In this case, it will automatically add a key to the map with null value.
方案：键值存在么？
- 查找键值
找到第一个就返回了。
if ( m.find("f") == m.end() ) { // not found } else { // found }
- 计数键值
需要整个遍历一遍。
if (m.count("f") > 0) cout << " is an element of m.\n"; else cout << " is not an element of m.\n";
二、key 排序
默认排序
原理类似 Max/Min heap 默认是key排序．自定义排序，则在模板中添加了第三项．自动一
#include<map> #include<string> #include<iostream> using namespace std; typedef pair<string, int> PAIR; ostream& operator<<(ostream& out, const PAIR& p) { return out << p.first << "\t" << p.second; } int main() { map<string, int, greater<string>> name_score_map;
name_score_map["LiMin"] = 90; name_score_map["ZiLinMi"] = 79; name_score_map["BoB"] = 92; name_score_map.insert(make_pair("Bing",99)); name_score_map.insert(make_pair("Albert",86));
for (map<string, int>::iterator iter = name_score_map.begin(); iter != name_score_map.end(); ++iter) { cout << *iter << endl; }
return 0; }
自定义排序
这里使用了类函数，虽然是结构体，但其实区别不大．
struct CmpByKeyLength { bool operator()(const string& k1, const string& k2) { return k1.length() < k2.length(); } }; // 使用了函数类，效率更高
int main() {
map<string, int, CmpByKeyLength> name_score_map;
name_score_map["LiMin"] = 90; name_score_map["ZiLinMi"] = 79; name_score_map["BoB"] = 92; name_score_map.insert(make_pair("Bing",99)); name_score_map.insert(make_pair("Albert",86));
for (map<string, int>::iterator iter = name_score_map.begin(); iter != name_score_map.end(); ++iter) { cout << *iter << endl; }
return 0; }
集合（set）
插入操作
注意insert后的返回值模板类型．插入后打印，本身的值是排序好的．类似于python中的 bisect模块．
void func_set(void) { std::set<int> myset; std::set<int>::iterator it;
// 插入操作后的模板类型：(1) 插入值的指针，(2) 插入成功与否 std::pair<std::set<int>::iterator, bool> ret; // set some initial values: for (int i=1; i<=5; ++i) {
myset.insert(i*10); // set: 10 20 30 40 50
}
// Jeff --> ret.second 插入成功？ 原来没有；插入失败？原本就有。 ret = myset.insert(20); if (ret.second==false) {
it=ret.first; // "it" now points to element 20 }
myset.insert (it, 25); // max efficiency inserting myset.insert (it, 24); // max efficiency inserting myset.insert (it, 26); // no max efficiency inserting int myints[]= {5,10,15}; // 10 already in set, not inserted myset.insert (myints, myints+3); std::cout << "myset contains:"; for (it=myset.begin(); it!=myset.end(); ++it) std::cout << ' ' << *it; std::cout << '\n'; }
实现原理
set由 "二叉搜索树" 实现，并且对树进行了平衡处理，使得元素在树中分部较为均匀，因此能保持搜索、插入、删除的复杂度在O(logn)。
multimap
何时有用？
一般不用，用时自己实现还比较麻烦，不得不用这个接口，毕竟自己不想去实现 ＂红黑树＂.
How is it useful: Multimaps are one of those things that you need rarely, but when you need them, you really need them.
/* * ******************************************** * multimap多重映照容器的基础说明： ******************************************** * * multimap多重映照容器:容器的数据结构采用红黑树进行管理 * multimap的所有元素都是pair:第一元素为键值(key),不能修改;第二元素为实值(value),可被修改 * * multimap特性以及用法与map完全相同，唯一的差别在于: * 允许重复键值的元素插入容器(使用了RB-Tree的insert_equal函数) * 因此: * 键值key与元素value的映照关系是多对多的关系 * 没有定义[]操作运算 * * Sorted Associative Container Pair Associative Container Unique Associative Container * * 使用multimap必须使用宏语句#include <map> * ************************************************************************************** * * 创建multimap对象: * 1.multimap<char,int,greater<char> > a; //元素键值类型为char,映照数据类型为int,键值的比较函数对象为greater<char> * 2.multimap(const key_compare& comp) //指定一个比较函数对象comp来创建map对象 * 3.multimap(const multisetr&); //multimap<int,char*> b(a); //此时使用默认的键值比较函数less<int> * 4.multimap(first,last); * 5.multimap(first,last,const key_compare& comp); * * //Example: * pair<const int ,char> p1(1,'a'); * pair<const int ,char> p2(2,'b'); * pair<const int ,char> p3(3,'c'); * pair<const int ,char> p4(4,'d'); * pair<const int ,char> pairArray[]={p1,p2,p3,p4}; * multimap<const int,char> m4(pairArray,pairArray+5); * multimap<const int,char> m3(m4); * multimap<const int,char,greater<const int> > m5(pairArray,pairArray+5,greater<const int>()); * ************************************************************************************** * * 元素的插入 * //typedef pair<const key,T> value_type; * pair<iterator,bool> insert(const value_type& v); * iterator insert(iterator pos,const value_type& v); * void insert(first,last); * ************************************************************************************** * * 元素的删除 * void erase(iterator pos); * size_type erase(const key_type& k); //删除等于键值k的元素 * void erase(first,last); //删除[first,last)区间的元素 * void clear(); * ************************************************************************************** * * 访问与搜索 * * iterator begin();iterator end(); //企图通过迭代器改变元素是不被允许的 * reverse_iterator rbegin();reverse_iterator rend(); * * iterator find(const key_type& k) const; * pair<iterator,iterator> equal_range(const key_type& k) const;//返回的pair对象， * //first为lower_bound(k);大于等于k的第一个元素位置 * //second为upper_bound();大于k的第一个元素位置 * * 其它常用函数 * bool empty() const; * size_type size() const; * size_type count(const key_type& k) const; //返回键值等于k的元素个数 * void swap(); * * iterator lower_bound();iterator upper_bound();pair<iterator,iterator> equal_range();//上界、下届、确定区间 * * * ******************************************** ** cumirror ** tongjinooo@163.com ** ** ******************************************** * */ #include <map> #include <string> #include <iostream> // 基本操作与set类型,牢记map中所有元素都是pair // 对于自定义类,初学者会觉得比较函数如何构造很麻烦,这个可以参照前面的书写示例 // 但若设置键值为int或char类型，无须构造比较函数 struct student{ char* name; int age; char* city; char* phone; }; int main() { using namespace std; student s[]={ {"童进",23,"武汉","XXX"}, {"老大",23,"武汉","XXX"}, {"饺子",23,"武汉","XXX"}, {"王老虎",23,"武汉","XXX"}, {"周润发",23,"武汉","XXX"}, {"周星星",23,"武汉","XXX"} }; pair<int,student> p1(4,s[0]); pair<int,student> p2(2,s[1]); pair<int,student> p3(3,s[2]); pair<int,student> p4(4,s[3]); //键值key与p1相同 pair<int,student> p5(5,s[4]); pair<int,student> p6(6,s[5]); multimap<int, student> a; a.insert(p1); a.insert(p2); a.insert(p3); a.insert(p4); a.insert(p5); a.insert(p6); // 会有重复的key typedef multimap<int, student>::iterator int_multimap; pair<int_multimap,int_multimap> p = a.equal_range(4); int_multimap i = a.find(4); cout<<"班上key值为"<< i->first<<"的学生有："<<a.count(4)<<"名,"<<" 他们是:"<<endl; for(int_multimap k = p.first; k != p.second; k++) { cout<<k->second.name<<endl; } cout<<"删除重复键值的同学"<<endl; a.erase(i); cout<<"现在班上总人数为："<<a.size()<<". 人员如下："<<endl; for(multimap<int,student>::iterator j=a.begin(); j != a.end(); j++) { cout<<"The name: "<<j->second.name<<" "<<"age: "<<j->second.age<<" " <<"city: "<<j->second.city<<" "<<"phone: "<<j->second.phone<<endl; } return 0; }
End.
