朋友们、伙计们，我们又见面了，本期来给大家解读一下有关多态的知识点，如果看完之后对你有一定的启发，那么请留下你的三连，祝大家心想事成！
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1. 关联式容器
在初阶阶段，我们已经接触过STL中的部分容器，比如：vector、list、deque、forward_list(C++11)等，这些容器统称为序列式容器，因为其底层为线性序列的数据结构，里面存储的是元素本身。那什么是关联式容器？它与序列式容器有什么区别？
关联式容器也是用来存储数据的，与序列式容器不同的是，其里面存储的是<key, value>结构的键值对，在数据检索时比序列式容器效率更高。
2. 键值对
用来表示具有一一对应关系的一种结构，该结构中一般只包含两个成员变量key和value，key代表键值，value表示与key对应的信息。比如：现在要建立一个英汉互译的字典，那该字典中必然有英文单词与其对应的中文含义，而且，英文单词与其中文含义是一一对应的关系，即通过该应该单词，在词典中就可以找到与其对应的中文含义。
SGI-STL中关于键值对的定义：
template <class T1, class T2> struct pair { typedef T1 first_type; typedef T2 second_type; T1 first; T2 second; pair() : first(T1()), second(T2()) {} pair(const T1& a, const T2& b) : first(a), second(b) {} };
3. set
根据应用场景的不桶，STL总共实现了两种不同结构的管理式容器：树型结构与哈希结构。树型结
构的关联式容器主要有四种：set、multiset、map、multismap。这四种容器的共同点是：使
用平衡搜索树(即红黑树)作为其底层结果，容器中的元素是一个有序的序列。下面一依次介绍每一个容器。
3.1 set的介绍
- 1. set是按照一定次序存储元素的容器
- 2. 在set中，元素的value也标识它(value就是key，类型为T)，并且每个value必须是唯一的。set中的元素不能在容器中修改(元素总是const)，但是可以从容器中插入或删除它们。
- 3. 在内部，set中的元素总是按照其内部比较对象(类型比较)所指示的特定严格弱排序准则进行排序。
- 4. set容器通过key访问单个元素的速度通常比unordered_set容器慢，但它们允许根据顺序对子集进行直接迭代。
- 5. set在底层是用二叉搜索树(红黑树)实现的。
简而言之，set是一个key模型的容器，插入只需要插入key即可。
3.2 set的使用
3.2.1 set的模板参数列表
T: set中存放元素的类型，实际在底层存储<value, value>的键值对。
Compare：set中元素默认按照小于来比较。
Alloc：set中元素空间的管理方式，使用STL提供的空间配置器管理
3.2.2 set的构造
函数声明 功能介绍 set (const Compare& comp = Compare(), const Allocator&
= Allocator() );构造空的set set (InputIterator first, InputIterator last, const
Compare& comp = Compare(), const Allocator& =
Allocator() );用[first, last)区
间中的元素构造
setset ( const set<Key,Compare,Allocator>& x); set的拷贝构造 3.2.3 set的迭代器
函数声明 功能介绍 iterator begin() 返回set中起始位置元素的迭代器 iterator end() 返回set中最后一个元素后面的迭代器 const_iterator cbegin()
const返回set中起始位置元素的const迭代器 const_iterator cend() const 返回set中最后一个元素后面的const迭代器 reverse_iterator rbegin() 返回set第一个元素的反向迭代器，即end reverse_iterator rend() 返回set最后一个元素下一个位置的反向迭代器，
即rbeginconst_reverse_iterator
crbegin() const返回set第一个元素的反向const迭代器，即cend const_reverse_iterator
crend() const返回set最后一个元素下一个位置的反向const迭
代器，即crbegin
3.2.4 set的容量
函数声明 功能介绍 bool empty ( ) const 检测set是否为空，空返回true，否则返回true size_type size() const 返回set中有效元素的个数
3.2.5 set的修改操作
函数声明 功能介绍 pair<iterator,bool> insert (
const value_type& x )在set中插入元素x，实际插入的是<x, x>构成的
键值对，如果插入成功，返回<该元素在set中的
位置，true>,如果插入失败，说明x在set中已经
存在，返回<x在set中的位置，false>void erase ( iterator position ) 删除set中position位置上的元素 size_type erase ( const
key_type& x )删除set中值为x的元素，返回删除的元素的个数 void erase ( iterator first,
iterator last )删除set中[first, last)区间中的元素 void swap (
set<Key,Compare,Allocator>&
st );交换set中的元素 void clear ( ) 将set中的元素清空 iterator find ( const
key_type& x ) const返回set中值为x的元素的位置 size_type count ( const
key_type& x ) const返回set中值为x的元素的个数 set是类似于搜索二叉树的一个树形结构容器，它是不支持对里面的数据进行修改的，并且在插入节点的时候如果set原本就存在和这个一样的数据，也是不能插入的，所以set中的insert返回值是一个pair，pair的first是一个迭代器，表示指向插入的位置，pair中的second是一个bool值，表示是否插入成功。
void Test_set1() { //排序+去重 set<int> s; s.insert(5); s.insert(2); s.insert(6); s.insert(1); s.insert(1); s.insert(2); //pair<set<int>::iterator, bool> ret1 = s.insert(5); auto ret1 = s.insert(5); cout << ret1.second << endl; //删除存在的元素 s.erase(5); for (auto& e : s) { cout << e << " "; } cout << endl; //找到了返回该元素的迭代器，否则返回end的位置 set<int>::iterator it = s.find(2); if (it != s.end()) { s.erase(it); } for (auto& e : s) { cout << e << " "; } cout << endl; //查看一个元素在不在 if (s.count(3)) { cout << "3在" << endl; } else { cout << "3不在" << endl; } }
3.2.6 其他接口
函数声明 功能介绍 iterator lower_bound (const value_type& val) const
返回大于等于val值位置的iterator iterator upper_bound(const value_type& val) const 返回大于val值位置的iterator pair<iterator, iterator> const value_type& val) const 返回等于val值的迭代器区间 void test_set2() { set<int> myset; set<int>::iterator itlow, itup; for (int i = 1; i < 10; i++) { myset.insert(i * 10); // 10 20 30 40 50 60 70 80 90 } itlow = myset.lower_bound(30); // >= val值位置的iterator itup = myset.upper_bound(60); // > val值位置的iterator myset.erase(itlow, itup); // 10 20 70 80 90 for (auto e : myset) { cout << e << " "; } cout << endl; } void test_set3() { set<int> myset; for (int i = 1; i <= 5; i++) { myset.insert(i * 10); // myset: 10 20 30 40 50 } //pair<set<int>::const_iterator, set<int>::const_iterator> ret; auto ret = myset.equal_range(30); cout << "the lower bound points to: " << *ret.first << 'n'; // >= val cout << "the upper bound points to: " << *ret.second << 'n'; // > val }
注意：
- 1. 与map/multimap不同，map/multimap中存储的是真正的键值对<key, value>，set中只放value，但在底层实际存放的是由<value, value>构成的键值对。
- 2. set中插入元素时，只需要插入value即可，不需要构造键值对。
- 3. set中的元素不可以重复(因此可以使用set进行去重)。
- 4. 使用set的迭代器遍历set中的元素，可以得到有序序列
- 5. set中的元素默认按照小于来比较
- 6. set中查找某个元素，时间复杂度为：
- 7. set中的元素不允许修改
- 8. set中的底层使用二叉搜索树(红黑树)来实现。
3.3 multiset的介绍
- 1. multiset是按照特定顺序存储元素的容器，其中元素是可以重复的。
- 2. 在multiset中，元素的value也会识别它(因为multiset中本身存储的就是<value, value>组成的键值对，因此value本身就是key，key就是value，类型为T). multiset元素的值不能在容器中进行修改(因为元素总是const的)，但可以从容器中插入或删除。
- 3. 在内部，multiset中的元素总是按照其内部比较规则(类型比较)所指示的特定严格弱排序准则进行排序。
- 4. multiset容器通过key访问单个元素的速度通常比unordered_multiset容器慢，但当使用迭代器遍历时会得到一个有序序列。
- 5. multiset底层结构为二叉搜索树(红黑树)。
注意：
- 1. multiset中再底层中存储的是<value, value>的键值对
- 2. mtltiset的插入接口中只需要插入即可
- 3. 与set的区别是，multiset中的元素可以重复，set是中value是唯一的
- 4. 使用迭代器对multiset中的元素进行遍历，可以得到有序的序列
- 5. multiset中的元素不能修改
- 6. 在multiset中找某个元素，时间复杂度为：
- 7. multiset的作用：可以对元素进行排序
3.4 multiset的使用
multiset的使用接口与set的使用接口是一样的，只不过multiset可以允许存储在里面的数据重复，那么相比于set这里的equal_range就有很大的用处了：
void test_multiset() { typedef multiset<int>::iterator It; int arr[] = { 10,20,50,30,40,60,30,30 }; multiset<int> s; for (auto e : arr) { s.insert(e); } for (auto e : s) { cout << e << " "; //10 20 30 30 30 40 50 60 } cout << endl; std::pair<It, It> ret = s.equal_range(30); //找到等于val值的区间 s.erase(ret.first, ret.second); //删除 for (auto e : s) { cout << e << " "; // 10 20 40 50 60 } cout << endl; }还需要注意的是multiset中的find，如果有多个相同的值，返回的是第一个中序遍历得到的val的迭代器
4. map
4.1 map的介绍
- 1. map是关联容器，它按照特定的次序(按照key来比较)存储由键值key和值value组合而成的元素。
- 2. 在map中，键值key通常用于排序和唯一地标识元素，而值value中存储与此键值key关联的内容。键值key和值value的类型可能不同，并且在map的内部，key与value通过成员类型value_type绑定在一起，为其取别名称为pair：typedef pair<const key, T> value_type。
- 3. 在内部，map中的元素总是按照键值key进行比较排序的。
- 4. map中通过键值访问单个元素的速度通常比unordered_map容器慢，但map允许根据顺序对元素进行直接迭代(即对map中的元素进行迭代时，可以得到一个有序的序列)。
- *5. map支持下标访问符，即在[]中放入key，就可以找到与key对应的value。
- 6. map通常被实现为二叉搜索树(更准确的说：平衡二叉搜索树(红黑树))。
4.2 map的使用
4.2.1 map的模板参数列表
- key: 键值对中key的类型
- T： 键值对中value的类型
- Compare: 比较器的类型，map中的元素是按照key来比较的，缺省情况下按照小于来比较，一般情况下(内置类型元素)该参数不需要传递，如果无法比较时(自定义类型)，需要用户自己显式传递比较规则(一般情况下按照函数指针或者仿函数来传递)
- Alloc：通过空间配置器来申请底层空间，不需要用户传递，除非用户不想使用标准库提供的空间配置器
注意：在使用map时，需要包含头文件。
4.2.2 map的构造
函数声明 功能介绍 map() 构造一个空的map map (InputIterator first, InputIterator last, const
Compare& comp = Compare(), const Allocator& =
Allocator() );使用迭代器区间初始化 map（const map& x） 拷贝构造
4.2.3 map的迭代器
函数声明 功能介绍 begin()和end() begin:首元素的位置，end最后一个元素的下一个位置 cbegin()和cend() 与begin和end意义相同，但cbegin和cend所指向的元素不
能修改rbegin()和rend() 反向迭代器，rbegin在end位置，rend在begin位置，其
++和–操作与begin和end操作移动相反crbegin()和crend() 与rbegin和rend位置相同，操作相同，但crbegin和crend所
指向的元素不能修改
4.2.4 map的容量
函数声明 功能简介 bool empty ( ) const 检测map中的元素是否为空，是返回
true，否则返回falsesize_type size() const 返回map中有效元素的个数 4.2.5 map的元素修改
函数声明 功能简介 pair<iterator,bool> insert (
const value_type& x )在map中插入键值对x，注意x是一个键值
对，返回值也是键值对：iterator代表新插入
元素的位置，bool代表释放插入成功void erase ( iterator position ) 删除position位置上的元素 size_type erase ( const
key_type& x )删除键值为x的元素 void erase ( iterator first,
iterator last )删除[first, last)区间中的元素 void swap (
map<Key,T,Compare,Allocator>&
mp )交换两个map中的元素 void clear ( ) 将map中的元素清空 iterator find ( const key_type& x
)在map中查找key为x的元素，找到返回该元
素的位置的迭代器，否则返回endconst_iterator find ( const
key_type& x ) const在map中查找key为x的元素，找到返回该元
素的位置的const迭代器，否则返回cendsize_type count ( const
key_type& x ) const返回key为x的键值在map中的个数，注意
map中key是唯一的，因此该函数的返回值
要么为0，要么为1，因此也可以用该函数来
检测一个key是否在map中void test_map1() { map<string, string> dirt; dirt.insert(std::pair<string, string>("insert", "插入")); dirt.insert(std::pair<string, string>("erase", "删除")); dirt.insert(std::pair<string, string>("find", "查找")); dirt.insert(std::pair<string, string>("modify", "修改")); dirt.insert(make_pair("left", "左边")); dirt.insert(make_pair("right", "右边")); for (auto& e : dirt) { cout << e.first << ":" << e.second << endl; } cout << "------------" << endl; auto it = dirt.find("find"); if (it != dirt.end()) { dirt.erase(it); } for (auto& e : dirt) { cout << e.first << ":" << e.second << endl; } }这里再插入的时候可以使用pair实例化传参，也可以使用make_pair进行模板匹配传参，两者都可以，更推荐后者：
4.2.6 map元素的访问
函数声明 mapped_type& operator[] (const
key_type& k)返回去key对应的value
我们来重点了解一下operator[]的使用：
key_type就是在构造map时传递的第一个参数key，这个值是不允许修改的。
mapped_type是与key对应的value，这个值是可以允许修改的。
operator[]返回的是key对应的val，那么这个返回的过程我们可以来具体的了解一下：
可以看到operator[]与insert也有一定的关系，所以我们来结合insert来一起研究一下：
insert的返回值是一个pair，插入成功和插入失败分别对应不同的迭代器，那么在使用operator[]时肯定会有插入的成分，所以在使用时要传递一个key类型的对象，然后先进行插入，插入成功返回key对应的val，插入失败返回已有的key对应的val，那么现在再来拆分一下它如何返回的。
了解到这里，我们就可以通过operator[]接口来实现一些有用的操作了，它的作用十分广泛，接下来让我们一一了解：
比如，要统计一个数组中各各元素出现的次数
先来演示普通的写法：使用map来进行统计，先遍历这个数组，如果该元素在map中已有存储，那么只需要将它的second++进行计数即可，如果map中没有这个元素，那么将该元素进行插入，并将它的value设置为1即可。
void test_map2() { //统计次数 string arr[] = { "苹果", "西瓜", "苹果", "西瓜", "苹果", "苹果", "西瓜", "苹果", "香蕉", "苹果", "香蕉" }; map<string, int> countMap; //普通写法 for (auto str : arr) { //遍历string然后在map中进行查找 auto ret = countMap.find(str); if (ret != countMap.end()) { ret->second++; //存在将value++ } else { countMap.insert(make_pair(str,1)); //不存在进行插入然后将value置为1 } } for (auto& kv : countMap) { cout << kv.first << ":" << kv.second << endl; } }再来看看使用operator[]进行统计：
void test_map2() { //统计次数 string arr[] = { "苹果", "西瓜", "苹果", "西瓜", "苹果", "苹果", "西瓜", "苹果", "香蕉", "苹果", "香蕉" }; map<string, int> countMap; //使用operator[] for (auto str : arr) //遍历string，依次使用[]进行统计 { countMap[str]++; //返回的是value的值，对其++即可完成计数 } for (auto& kv : countMap) { cout << kv.first << ":" << kv.second << endl; } }使用operator[]可以看到代码简单了不少，那么来简单的分析一下是怎么实现的，首先operator[]返回的是key对应的value，那么在这个场景中，如果我们传递的是“苹果”，那么首先会使用insert对“苹果”插入，如果之前就存在“苹果”，那么insert对应的返回值就是已经存在的“苹果”的位置，然后将它对应的value返回，如果不存在，进行插入，并且返回新插入的位置，然后将它对应的value返回，那么在这里再使用++即可完成对次数的统计。
operator[]用处很多，我们可以来用一下：
void test_map3() { map<string, string> dirt; dirt.insert(make_pair("left", "左")); //插入 cout << dirt["left"] << endl; // 查找 dirt["right"] = "右"; //插入+修改 dirt["left"] = "混合"; //修改 dirt["test"]; //插入 }
总结：
- 1. map中的的元素是键值对
- 2. map中的key是唯一的，并且不能修改
- 3. 默认按照小于的方式对key进行比较
- 4. map中的元素如果用迭代器去遍历，可以得到一个有序的序列
- 5. map的底层为平衡搜索树(红黑树)，查找效率比较高
- 6. 支持[]操作符，operator[]中实际进行插入查找。
4.3 multimap的介绍
- 1. Multimaps是关联式容器，它按照特定的顺序，存储由key和value映射成的键值对<key,value>，其中多个键值对之间的key是可以重复的。
- 2. 在multimap中，通常按照key排序和惟一地标识元素，而映射的value存储与key关联的内容。key和value的类型可能不同，通过multimap内部的成员类型value_type组合在一起，value_type是组合key和value的键值对:typedef pair<const Key, T> value_type;
- 3. 在内部，multimap中的元素总是通过其内部比较对象，按照指定的特定严格弱排序标准对key进行排序的。
- 4. multimap通过key访问单个元素的速度通常比unordered_multimap容器慢，但是使用迭代器直接遍历multimap中的元素可以得到关于key有序的序列。
- 5. multimap在底层用二叉搜索树(红黑树)来实现。
注意：multimap和map的唯一不同就是：map中的key是唯一的，而multimap中key是可以
重复的。multimap中的接口可以参考map，功能都是类似的。
注意：
- 1. multimap中的key是可以重复的。
- 2. multimap中的元素默认将key按照小于来比较
- 3. multimap中没有重载operator[]操作（因为multimap是可以允许key重复的，如果存在operator[]，那么会造成数据的不清晰，影响访问）
- 4. 使用时与map包含的头文件相同
朋友们、伙计们，美好的时光总是短暂的，我们本期的的分享就到此结束，欲知后事如何，请听下回分解~，最后看完别忘了留下你们弥足珍贵的三连喔，感谢大家的支持！
原文地址:https://blog.csdn.net/Yikefore/article/details/134720107
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