11-3 关联容器操作

目录

• 11.3.0 关联容器中额外的类型别名
• 11.3.1 关联容器迭代器
  • map的关键字是const的
  • set的关键字是const的
  • 遍历关联容器
  • 关联容器与泛型算法
• 11.3.2 添加元素
  • 向map添加元素
  • 检测insert的返回值
  • 向multiset或multimap添加元素
• 11.3.3 删除元素
• 11.3.4 map的下标操作
• 11.3.5 访问成员
  • 查找时用find代替下标
  • 在multimap中查找元素（）
    • 方法一：find + count
    • 方法二： 迭代器方法
    • equal_range函数

11.3.0 关联容器中额外的类型别名

11.3.1 关联容器迭代器

map的关键字是const的#

解引用时得到的是value_type（即元素类型）的值的引用

map类型的元素是pair，map的vaule_type是pair<const first, second>

即不能通过迭代器改变map的键，只能改变值

//获得指向word_count的元素的迭代器
auto map_it = word_count.bengin();
//*map_it是一个指向pair<const string, int>对象的引用
cout<<map_it->first;    	//打印元素关键字
cout<<" "<<map_it->second;	//打印元素的值
map_it->first = "new key";	//错误：关键字是const的
++map_it->second;			//正确：可以改变元素的值

set的关键字是const的#

set<int> iset = {0,1,2,3,4,5};
set<int>::iterator set_it = iset.begin();
if(set_it != iset.end()){
    *set_it = 42;	//错误：set中的关键字是const的
    cout<<*set_it<<endl; //正确：可以读取关键字
}

遍历关联容器#

和顺序容器一样，可以用迭代器遍历关联容器

//获得一个指向首元素的迭代器
auto map_it = word_count.begin();
//比较当前迭代器和尾后迭代器
while(map_it != word_count.end()){
    //解引用迭代器，打印关键字-值对
    cout<<map_it->first<<" "
        <<map_it->second<<endl;
    ++map_it;	//递增迭代器，移动到下一个元素
}

关联容器与泛型算法#

我们通常不对关联容器使用泛型算法

• 关键字是 const这一特性意味着不能将关联容器传递给修改或重排容器元素的算法，因为这类算法需要向元素写入值，而set类型中的元素是const的,map中的元素是pair，其第一个成员是const的。
• 关联容器可用于只读取元素的算法。但是，很多这类算法都要搜索序列。由于关联容器中的元素不能通过它们的关键字进行（快速）查找，因此对其使用泛型搜索算法几乎总是个坏主意。例如，我们将在11.3.5节（第388页）中看到，关联容器定义了一个名为find 的成员，它通过一个给定的关键字直接获取元素。我们可以用泛型find算法来查找一个元素，但此算法会进行顺序搜索。使用关联容器定义的专用的find成员会比调用泛型find快得多。

在实际编程中，如果我们真要对一个关联容器使用算法,要么是将它当作一个源序列,要么当作一个目的位置。

例如，可以用泛型copy算法将元素从一个关联容器拷贝到另一个序列。类似的，可以调用inserter将一个插入器绑定（参见10.4.1节，第358页)到一个关联容器。通过使用inserter，我们可以将关联容器当作一个目的位置来调用另一个算法。

11.3.2 添加元素

insert()成员：

• 添加元素
• 添加元素范围

vector<int> ivec = {2,4,6,8};
set<int> set2;
set2.insert(ivec.begin(), ivec.end()); //接受一对迭代器
set2.insert({1,2,3,4});	//接受一个初始化器列表

向map添加元素#

时刻记住：map的元素是pair

如果没有现成的pair，就在insert中构造pair

//向word_count中添加word的四种方法
//构造pair的四种方法
word_count.insert({word,1}); //花括号初始化
word_count.insert(make_pair(word,1)); //make_pair
word_count.insert(pair<string,int>(word,1)); //直接构造
word_count.insert(map<string, int>::value_type(word,1)); //同上

检测insert的返回值#

统计单词在输入中的出现次数在之前已经用map作为关联数组的性质实现过

map<string, int> word_count;
string word;
while(cin>>word){
	++word_count[word];
    cout<<word<<" "<<word_count[word]<<endl;
}

现在用insert及其返回值再实现一次

map<string, int> word_count;
string word;
while(cin>>word){
    //插入一个元素pair，关键字为word，值为1
    //如果word已在word_count中，insert什么也不做
    //返回的pair.second==0，此时要加word的计数器
    //word不在word_count中，则插入{word,1}
	auto ret = word_count.insert({word,1});
	if(!ret.second)
		++ret.first->second;
	cout<<word<<" "<<word_count[word]<<endl;
}

• ret：一个pair
• ret.first：一个map迭代器，指向map中的元素，该元素是一个pair
• ret.first->：解引用得到map的元素pair
• ret.first->second：map中元素的值的部分
• ++ret.first->second：递增此值

向multiset或multimap添加元素#

对允许重复关键字的容器，接受单个元素的insert操作返回一个指向新元素的迭代器.这里无须返回一个bool值，因为insert总是向这类容器中加入一个新元素。

11.3.3 删除元素

关联容器有三个版本的erase

• 迭代器：返回void
• 迭代器对：返回void
• 关键字：返回删除的元素的数量，如果不是multi则只为0或1

11.3.4 map的下标操作

map和multimap提供下标操作和对应的at函数

与其他下标运算符不同的是：

如果关键字不在map中，会创建一个元素插入到map中，并对关联值进行值初始化

map <string, size_t> word_count;
//插入一个关键字为Anna的元素，关联值进行值初始化，并把1赋给它
word_count["Anna"] = 1;

上述代码执行如下操作：

• 在word_count中搜索天键字为Anna的兀系，未找到。
• 将一个新的关键字-值对插入到word_count中。关键字是一个const string,保存Anna。值进行值初始化，在本例中意味着值为0。
• 提取出新插入的元素，并将值1赋予它。

所以在单词计数循环中，如果不希望添加不在map中的单词，就不能使用下标运算，而要使用insert

11.3.5 访问成员

对于允许重复的关联容器来说，count会比find做更多的事情，不仅可以知道是否存在元素，还可以知道有几个元素

set<int> iset = {0,1,2,3,4,5};
iset.find(1); //返回一个迭代器，指向key==1的元素
iset.find(11); //返回一个迭代器，其值为iset.end()
iset.count(1); //返回1
iset.count(11); //返回0

查找时用find代替下标#

用下标时，没有的元素会插入；如果不希望这件事情发生，那么应该用find

//表示没找到，此时不会添加"Anna"关键字
if(word_count.find("Anna") == word.count.end());

在multimap中查找元素（）#

方法一：find + count#

原理：相同关键字的pair在multimap中会相邻存储，multiset同理

//查找一个作者都写了哪些书
string search_item = "Anna";   		//要查找的作者
auto entries = authors.count(search_item); //元素的数量
auto iter = authors.find(search_item);  //此作者的第一本书
while(entries){
    cout<<iter->first<<" "<<iter->second<<endl;  //打印
    ++iter;	 	//前进到此作者的下一本书
    --entries;  //循环控制：记录已经打印了多少本书
}

方法二： 迭代器方法#

lower_bound和upper_bound

当元素在容器内时：

• lower_bound指向第一个具有该关键字的元素
• upper_bound指向最后一个具有该关键字的元素的后一个元素

当元素不在容器中时：

• lower_bound == upper_bound
• 都指向关键字的第一个安全插入点

//beg和end表示此作者的著作元素的范围
for(auto beg = authors.lower_bound(search_item),
   		end = authors.upper_bound(search_item);
        beg != end; ++beg)
    cout<<beg->first<<" "<<beg->second<<endl; //打印每个题目

equal_range函数#

equal_range：

• 输入关键字
• 输出一个pair
  • pair->first == beg
  • pair->second == end

//pos是一个pair，保存迭代器对
for(auto pos = authors.equal_range(search_item);
   		pos.first != pos.second; ++first)
    cout<<pos.first->first<<" "<<pos.first->second<<endl;  //打印：”作者 著作名“