Part10 泛型程序设计与C++标准模板库 10.5关联容器

1关联容器分类和基本功能

关联容器的特点和接口
关联容器的特点
　　每个关联容器都有一个键(key)
　　可以根据键高效地查找元素
接口
　　插入：insert
　　删除：erase
　　查找：find
　　定界：lowerbound、upperbound、equal_range
　　计数：count

 

四种关联容器
　　单重关联容器(set和map)
　　　　键值是唯一的，一个键值只能对应一个元素
　　多重关联容器(multiset和multimap)
　　　　键值是不唯一的，一个键值可以对应多个元素
　　简单关联容器(set和multiset)
　　　　容器只有一个类型参数，如set、multiset，表示键类型
　　　　容器的元素就是键本身
　　二元关联容器(map和multimap)
　　　　容器有两个类型参数，如map<K,V>、multimap<K,V>，分别表示键和附加数据的类型
　　　　容器的元素类型是pair<K,V>，即由键类型和元素类型复合而成的二元组

 

无序关联容器
　　C++11 新标准中定义了4个无序关联容器
　　　　unorderedset、unorderedmap、unorderedmultiset、unorderedmultimap
　　不是使用比较运算符来组织元素的，而是通过一个哈希函数和键类型的==运算符。
　　提供了与有序容器相同的操作
　　可以直接定义关键字是内置类型的无序容器。
　　不能直接定义关键字类型为自定义类的无序容器，如果需要，必须提供我们自己的hash模板。

 

 

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2集合（set）
集合用来存储一组无重复的元素。
由于集合的元素本身是有序的，可以高效地查找指定元素，也可以方便地得到指定大小范围的元素在容器中所处的区间。

//例10-9 输入一串实数，将重复的去掉，取最大和最小者的中值，分别输出小于等于此中值和大于等于此中值的实数
#include<iostream>
#include<iterator>
#include<utility>
#include<set>
using namespace std;
int main(){
    set<double> s;
    while(true){
        double v;
        cin >> v;
        if(v == 0) break;        //输入0表示结束
        pair<set<double>::iterator, bool> r = s.insert(v);
        if(!r.second)    //如果v已存在，输出提示信息
            cout << v << " is duplicated" << endl;
    }
    set<double>::iterator iter1 = s.begin();
    set<double>::iterator iter2 = s.end();
    double medium = (*iter1 + *(--iter2)) / 2;      //得到最小和最大元素的中值  
    cout << "<= medium: ";
    copy(s.begin(), s.upper_bound(medium), ostream_iterator<double>(cout, " "));
    cout << endl;
    cout << ">= medium: ";
    copy(s.lower_bound(medium), s.end(), ostream_iterator<double>(cout, " "));
    cout << endl;
    return 0;
}

 

 

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3映射（map）
映射与集合同属于单重关联容器，它们的主要区别在于，集合的元素类型是键本身，而映射的元素类型是由键和附加数据所构成的二元组。
在集合中按照键查找一个元素时，一般只是用来确定这个元素是否存在，而在映射中按照键查找一个元素时，除了能确定它的存在性外，还可以得到相应的附加数据。

//例10-10 有五门课程，每门都有相应学分，从中选择三门，输出学分总和
#include<iostream>
#include<map>
#include<string>
#include<utility>
using namespace std;
int main(){
    map<string, int> courses;
    courses.insert(make_pair("CSAPP",3));
    courses.insert(make_pair("C++",2));
    courses.insert(make_pair("CSARCH", 4));
    courses.insert(make_pair("COMPILER", 4));
    courses.insert(make_pair("OS", 5));
    int n = 3;
    int sum = 0;
    while(n>0){
        string name;
        cin >> name;
        map<string, int>::iterator iter = courses.find(name);
        if(iter == courses.end()){
            cout << name << " is not available" << endl;
        }else{
            sum += iter->second;
            courses.erase(iter);
            n--;
        }
    }
    cout << "Total credit: " << sum << endl;
    return 0;
}

 

//例10-11  统计一句话中每个字母出现的次数
#include<iostream>
#include<map>
#include<cctype>
using namespace std;
int main(){
    map<char, int> s;
    char c;
    do{
        cin >> c;
        if(isalpha(c)){
            c = tolower(c);
            s[c]++;
        }
    }while(c != '.');    //碰到“.”则结束输入
    for(map<char, int>::iterator iter = s.begin(); iter != s.end(); ++iter)
        cout << iter->first << " " << iter->second << " ";
    cout << endl;
    return 0;
}

 

 

 

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4多重集合（multiset）与多重映射（multimap）
多重集合是允许有重复元素的集合，多重映射是允许一个键对应多个附加数据的映射。
多重集合与集合、多重映射与映射的用法差不多，只在几个成员函数上有细微差异，其差异主要表现在去除了键必须唯一的限制。

//例10-12 上课时间查询
#include<iostream>
#include<map>
#include<utility>
#include<string>
using namespace std;
int main(){
    multimap<string, string> courses;
    typedef multimap<string, string>::iterator CourseIter;
    
    courses.insert(make_pair("C++","2-6"));
    courses.insert(make_pair("COMPILER", "3-1"));
    courses.insert(make_pair("COMPILER", "5-2"));
    courses.insert(make_pair("OS","1-2"));
    courses.insert(make_pair("OS","4-1"));
    courses.insert(make_pair("OS","5-5"));
    
    string name;
    int count;
    do{
        cin >> name;
        count = courses.count(name);
        if(count == 0)
            cout << "Cannot find this course!" << endl;
    }while(cout == 0);
    
    cout << count << " lesson(s) per week: ";
    pair<CourseIter, CourseIter> range = courses.equal_range(name);
    for(CourseIter iter = range.first; iter != range.second; ++iter)
        cout << iter->second << " ";
    cout << endl;
    return 0;
}