C++ Primer：Sec 11：关联容器

Sec11 关联容器

• 两个主要的关联容器:

  • map：key-value对，关键字起到索引的作用，值表示与索引关联的数据
    例子：字典
  • set：每个元素只包含一个关键字，set支持高效的关键字查询操作

• STL提供8个关联容器

  按关键字有序保存元素
  map:				关联数组
  set:				关键字即值，只保存关键字
  multimap:			关键字可重复的map
  multiset:			关键字可重复的set
  无序集合（哈希阻止）
  unordered_map
  unordered_set
  unordered_multimap
  unordered_multiset
  

• 在set中找单词

  set<string> exclude;
  if(exclude.find(word) == exclude.end()){
      ++word_cound[word];
  }
  

  find返一个迭代器，如果给定关键字在set中，迭代器指向关键字，否则，find返回尾后迭代器

11.2 关联容器概述

• 定义set，只需指名关键词类型
  定义map，需要指名关键词和value类型

• 关键字类型的要求

  对于有序容器，map，multimap，set和multiset，关键字类型必须定义元素比较的方法，默认情况是用<，但也可以自定义

  • 可以像一个算法提供我们自己定义的比较操作。所提供的操作必须在关键字类型上定义一个严格弱序。

  • 使用关键字类型的比较函数
    用来阻止一个容器中元素的操作的类型也是该容器类型的一部分。

    bool compareISBN(const Sales_data &lhs, const Sales_data &rhs) {
        return lhs.isbn() < rhs.isbn();
    }
    multiset<Sales_data, decltype(compareISBN)*>
        bookstore(compareISBN)
    

    常常用decltype指出自定义操作的类型，注意，当用decltype来获得一个函数指针类型时，必须加上一个*来指出我们要使用一个给定函数类型的指针。然后用compareISBN来初始化bookstore。这样添加元素的时候就可以使用自定义排序类型了

• pair类型
  定义在头文件utility中。创建pair必须提供两个类型名。

  • 比较操作：
    是先比较first再比较second的

11.3 关联容器操作

key_type;		此容器类型的关键字类型
mapped_type;	每个关键字关联的类型，只适用于map
value_type;		对于set，与key_type相同，对于map，为pair<const key_type, mapped_type>

• 关联容器迭代器
  解引用一个关联容器迭代器时，我们会得到一个类型为容器的value_type的值的引用。
  记得对map而言，value_type是一个pair类型，记得用first和second来访问。iter->first,iter->second

  • set的迭代器是const的
    set的元素仅可读

  • 遍历是按照字典序排列的。升序

  • map<int, int> m;
    auto it = m.begin();
    it->second = 0;
    

• 算法：
  通常不用泛型算法。通常用自己定义的find。要快得多（hash）

• 添加元素

  用insert，但是注意对于set和map来说，插入一个已经存在的元素对容器没有影响

  • 注意，对map插入元素，元素必须是pair

    // 向word_count插入word的4种方法
    word_count.insert({word, 1});
    word_count.insert(make_pair(word, 1));
    word_count.insert(pair<string, size_t>(word, 1));
    word_count.insert(map<string, size_t>::value_type(word, 1));
    

  用insert会返回一个迭代器，第一个first包含指向具有指定关键字的元素，以及一个指示插入是否成功的bool值
  如果bool值为false，可能是插入了重复的值

  • 对于multi容器，接受单个元素的insert操作返回一个指向新元素的迭代器。无须返回bool值。

• 删除元素
  erase有3个版本：

  • 传递一个迭代器
  • 传递一个迭代器对
  • 接受一个key_type参数，此版本删除所有匹配得给定关键字的元素，返回实际删除的元素数量

• map的下标操作

  map<string, size_t> word_count;
  word_count['Anna'] = 1;
  

  注：使用一个不在容器内的下标，会添加这个容器并赋值！
  c.at(k),单纯的访问关键字为k的元素，带参数检查

  • 对map来说，迭代器解引用与下标运算返回的类型不是一样的
    对map下标运算，会获得mapped_type对象，当解引用时，得到value_type对象

• 访问元素
  iset.find()：返回一个迭代器，如果找到就是指向找到，如果未找到就返回尾迭代器
  关心特定元素是否已在容器。
  iset.count()：返回元素个数

• 注：下标操作和at操作，只适用于非const的map和unorder_map

• lower_bound(k), upper_bound(k)
  返回迭代器，指向第一个关键字 不小于/不大于 k的元素
  则：使用相同的关键字调用l和u会得到一个迭代器范围！表示具有该关键字的范围

• equal_rage(k)：
  返回一个迭代器pair，表示关键字等于k的元素范围，若k不存在，则pair俩成员均为尾迭代器

• 为什么建议对map使用find代替下标操作：
  对map和unordered_map类型，如果下标访问一个不存在的元素，则会加入进去！！！！

11.4 无序容器

原理一般是哈希 hash

• 操作：
  find，insert等
• 存储上组织为 桶
  bucket
  每个桶保存0或者多个元素

// 桶接口
c.bucket_count();
c.max_bucket_count();
c.bucket_size(n);
c.bucket(k);

// 桶迭代
local_iterator;	// 可以用访问桶中元素的迭代器版本
const_local_iterator;
c.begin(n), c.end();
c.cbegin(n), c.cend();

// 哈希策略
c.load_factor();
c.max_load_factor();
c.rehash(n);
c.reverse(n);

注意：hash函数是可重载的