有序关联容器

容器类型 头文件 存储内容 唯一性 特点
set <set> 只存储键（元素值=键值） 键唯一，不允许重复键 有序的唯一键集合
multiset <set> 同上 允许重复键 有序的可重复键集合
map <map> 存储键值对 键唯一，每个键最多关联一个值 有序的唯一键值对（键映射值）
multimap <map> 同上 允许重复键，一个键客关联多个不同的值 有序的可重复键值对

初始化

set、multiset

template<typename T>
void Show(const T& v) {
    for (const auto& x : v)
        cout << x << " ";
    cout << endl;
}

int main() {
    set <int> s0; //创建一个空的int set集合
    s0.insert(5); //插入数据
    s0.insert(3);
    s0.insert(1);
    s0.insert(2);
    s0.insert(4);
    s0.insert(4); //set不支持相同数据，插入失败

    multiset <int> s1; //创建一个空的int multiset集合
    s1.insert(5); //插入数据
    s1.insert(3);
    s1.insert(1);
    s1.insert(2);
    s1.insert(4);
    s1.insert(4); //multiset可以插入相同数据

//利用原来的set对象,创建一个新的set对象；multiset同理
    set <int> s2(s0); 
    set <int> s3 = s0; //同上

//利用迭代器创建一个新的set对象；multiset同理
    set <int> s4(s0.begin(), --s0.end()); 

//利用初始化列表创建一个set对象,可以无序；multiset同理
    set <int> s5{ 1, 6, 3, 5, 4, 2 }; 

    cout << "set:" << endl; //输出数据
    cout << "s0:"; Show(s0);
    cout << "multiset:" << endl;
    cout << "s1:"; Show(s1);
    cout << "s2:"; Show(s2);
    cout << "s3:"; Show(s3);
    cout << "s4:"; Show(s4);
    cout << "s5:"; Show(s5);

//创建一个降序的set集合；multiset同理
    set <int, greater<int>> s6; 

    s6.insert(10); //插入数据
    s6.insert(40);
    s6.insert(30);
    s6.insert(20);
    cout << "s6:"; Show(s6); //输出数据

    return 0;
}

map、multimap

template<typename T>
void Show(const T& v) {
    for (const auto& x : v)
        cout << "(" << x.first << "," << x.second << ")";
    cout << endl;
}

int main() {
    //创建一个key为int,value为string的空map；multimap同理
    map<int, string> m1;

    //创建一个带3个元素的map；multimap同理
    map<int, string> m2{ {1, "abc"}, { 2,"lpl" }, {3,"xyz"} };
    
    //利用m2创建一个新的map对象；multimap同理
    map<int, string> m3 = m2;
    
    cout << "m1:"; Show(m1);
    cout << "m2:"; Show(m2);
    cout << "m3:"; Show(m3);
    
    map<int, string> m4{ {1, "abc"}, { 1,"xyz" } };
    //map一个键只能对应一个值，不能添加
    cout << "map:\n"<< "m4:"; Show(m4);

    multimap<int, string> m5{ {1, "abc"}, {1,"lpl" } };
    //multimap一个键可以对应多个不同的值,可以添加
    cout << "multimap:\n" << "m5:"; Show(m5);

    return 0;
}

常用迭代器

set，multiset，map，multimap:

都支持双向迭代器，不支持随机迭代器

迭代器 含义 迭代器 含义
begin() 第一个元素的迭代器 rbegin() 第一个反向迭代器
end() 最后一个元素的下一个位置迭代器 rend() 尾后反向迭代器
cbegin() 第一个元素的常量迭代器 crbegin() 第一个常量反向迭代器
cend() 尾后常量迭代器 crend() 尾后常量反向迭代器

set，multiset:

int main() {
    set <int> s1{ 1, 6, 3, 5, 4, 2 };
    cout << "s1:";
 
    cout << "从头到尾输出s1:";
    for (auto p = s1.begin(); p != s1.end(); p++)
        cout << *p << " ";
    cout << endl;

    cout << "从后往前输出s1:";
    for (auto p = s1.rbegin(); p != s1.rend(); p++)
        cout << *p << " ";
    cout << endl;

    auto p = s1.begin();
    cout << "第二个元素:" << *(++p) << endl; //输出第二个元素
    cout << "第一个元素:" << *(--p) << endl; //输出第一个元素

    return 0;
}

map，multimap:

int main() {
    map<int, string> m1{ {1, "abc"}, { 2,"lpl" }, {3,"xyz"},{4,"def"} };
    
    // 从前往后输出m的元素
    for (auto it = m1.begin(); it != m1.end(); it++)
        cout << "(" << it->first << "," << it->second << ") ";
    cout << endl;

    // 从后往前输出m的元素
    for (auto it = m1.rbegin(); it != m1.rend(); it++)
        cout << "(" << it->first << "," << it->second << ") ";

    return 0;
}

常用运算符

set，multiset，map，multimap:

均支持常见的 =，==，！=，<，> 等运算符

运算符 含义
s2 = s1 把 s1 的数据赋值给 s2
s1 == s2 判断是否相等
s1 != s2 判断是否不相等
<, <=, >, >= 判断大小关系，从头到尾依次比较 
void Show(const set<int>& s)
{
    for (auto i : s)
        cout << i << " ";
    cout << endl;
}

int main()
{
    set <int> s1{ 4 ,1 ,5 ,2 };
    cout << "s1:";  Show(s1);

    set<int> s2;
    s2 = s1;
    cout << "s2:";  Show(s2);
    if (s1 == s2)
        cout << "s1 == s2" << endl;
    s2.insert(7);
    cout << "往s2插入7后:";
    if (s1 > s2)
        cout << "s1 > s2";
    else if (s1 < s2)
        cout << "s1 < s2";

    return 0;
}

set，multiset，multimap不支持[ ] ;

map支持使用 [ ]：

运算符 含义
[ ] 通过[ ]可直接访问和添加元素，[ ] 中存放的是key值，不是下标 
int main() {
    map<int, string> m;
    m.insert({ 4,"xyz" });
    cout << "m:"; Show(m);
    m[3] = "lpl";//插入{3,"lpl"},不是在3下标存放"lpl"
    m[4] = "abc";//将{ 4,"xyz" }改为{ 4,"abc" }

    cout << "m:"; Show(m);
    return 0;
}

成员函数

成员函数 含义
set，multiset map，multimap set，multiset map，multimap
clear() 清空数据
count(val) count(key) 统计和val相同的元素个数 统计和关键词key相同的元素个数
empty() 判断集合是否为空 判断映射是否为空
lower_bound(val) 返回第一个元素>=val的位置
upper_bound(val) 返回第一个元素>val的位置
equal_range(val) lower_bound和upper_bound返回值组成的pair数对
erase() 删除元素或一个区间
find(val) 查找和val相同的第一个值 查找关键字和val相同的第一个值
insert() 插入数据
size() 集合元素个数 映射元素个数
无 swap() 无 两个映射交换数据

set，multiset

clear成员函数

清楚集合中所有元素

int main() {
    set<int> s1{ 1,4,2,3,2 }; 
    multiset<int> s2{ 1,4,2,3,2 };

    cout << "s1元素个数:" << s1.size() << endl;
    cout << "s2元素个数:" << s2.size() << endl;

    s1.clear();
    s2.clear();

    cout << "调用clear后" << endl;
    cout << "s1元素个数:" << s1.size() << endl;
    cout << "s2元素个数:" << s2.size() << endl;

    return 0;
}

count成员函数

统计val在集合中出现的次数

int main() {
    set<int> s1{ 1,4,2,3,2 }; 
    multiset<int> s2{ 1,4,2,3,2 };

    cout << "s1:";  Show(s1);
    cout << "s2:";  Show(s2);

    cout << "s1中2的个数:" << s1.count(2) << endl;
    cout << "s2中2的个数:" << s2.count(2) << endl;

    return 0;
}

empty成员函数

判断集合是否为空

int main() {
    set<int> s1;
    if (s1.empty())
        cout << "s1是空的";
    else
        cout << "s1不是空的";
    return 0;
}

lower_bound成员函数

返回第一个元素>=val的位置

upper_bound成员函数

返回第一个元素>val的位置

equal_range成员函数

返回由lower_bound和upper_bound返回值组成的pair数对。主要用于查找多个相同的元素。

int main()
{
    set<int> s1{ 1, 2, 3, 4, 5 };
    auto it1 = s1.lower_bound(2);
    if (it1 != s1.end()) // 找到>=2的迭代器
        cout << "在s1中找到>=2的元素" << *it1 << endl;

    set<int>::iterator it2 = s1.lower_bound(6);
    if (it2 == s1.end()) // 没有找到>=6的元素
        cout << "在s1中没有找到>=6的元素" << endl;

    it1 = s1.upper_bound(2); // 找>2的迭代器
    if (it1 != s1.end()) // 找到>2的迭代器
        cout << "在s1中找到>2的元素" << *it1 << endl;

    multiset<int> s2{ 1, 1, 2, 3, 3, 4, 5, 5 };
    auto it3 = s2.upper_bound(4); // 找>4的迭代器
    if (it3 != s2.end()) // 找到>4的迭代器
        cout << "在s2中找到>4的元素" << *it3 << endl;

    auto p = s2.equal_range(3); // 查找3的区间
    if ((p.first != s2.end()) && (p.second != s2.end()))
    {
        cout << "在s2中找3的区间是(第一个>=3 ~ 第一个>3):" << *p.first << "~" << *p.second;
    }

    return 0;
}

erase成员函数

删除一个值或区间

int main() {
    set<int> s1{ 1, 2, 3, 4, 5 };
    cout << "s1:";  Show(s1);
    s1.erase(1);
    cout << "删除1后,s1:";  Show(s1);

    s1.erase(++s1.begin(), s1.end()); // 删除除第一个元素外的所有元素
    cout << "只保留第一个元素,s1:";  Show(s1);

    multiset<int> s2{ 1, 1, 2, 3, 3, 4, 5, 5 };
    cout << "s2:";  Show(s2);
    s2.erase(1);
    cout << "删除1后,s2:";  Show(s2);

    auto it = s2.find(3); // 找到第一个3
    s2.erase(it);
    cout << "删除一个3后,s2:";  Show(s2);

    return 0;
}

find成员函数

在集合中查找需要的关键字val，成功返回元素的迭代器，失败返回尾后迭代器

int main() {
    set<int> s{4, 3, 1, 9, 0, 5, 7};
    int key;
    cin >> key;
    if (s.find(key) != s.end()) // 成功返回元素的迭代器，失败返回尾后迭代器
        cout << key << "在集合中" << endl;
    else
        cout << key << "不在集合中" << endl;

    return 0;
}
insert成员函数

往集合中插入数据

int main()
{
    set<int> s1{ 10, 20, 30, 40 };    // 创建一个集合对象
    vector<int> v{ 21, 22, 23 };     // 创建一个向量对象

    s1.insert(5);                  // 插入一个元素
    s1.insert(s1.begin(), 7);      // 在begin(迭代器)后面插入
    s1.insert({ 11, 12, 13, 14, 15 }); // 插入多个元素(一个列表)
    s1.insert(v.begin(), v.end()); // 插入一个迭代器区间
    cout << "s1:"; Show(s1);

    return 0;
}

size成员函数

返回集合对象元素个数

map，multimap

clear成员函数

清空对象的所有数据

count成员函数

统计和关键字key相同的元素个数

int main() {
    map<int, string> m1{ {1, "abc"}, {2, "xyz"}, {3, "lpl"} };
    multimap<int, string> m2{ {1, "abc"}, {2, "xyz"}, {2, "lpl"} };
    cout << "m1: "; Show(m1);
    cout << "m2: "; Show(m2);
    cout << "m1中key为2的元素个数:" << m1.count(2) << endl;
    // cout << m1.count("贺宏宏") << endl; // 错误，不能统计value
    cout << "m2中key为2的元素个数:" << m2.count(2) << endl;

    m1.clear(); // 清空所有数据
    cout << "清空后,m1中key为2的元素个数:" << m1.count(2) << endl;

    return 0;
}

empty成员函数

判断映射是否为空

lower_bound成员函数

返回第一个元素值 >= val 的位置（迭代器）。

upper_bound成员函数

返回第一个元素值 > val 的位置（迭代器）。

equal_range成员函数

返回由 lower_bound 和 upper_bound 返回值组成的 pair 数对。

erase成员函数

删除元素或一个区间

int main() {
    multimap<int, string> m{ {4, "ear"}, {3, "xyz"}, {2, "lpl"} ,{ 2, "key" } };
    Show(m);

    m.erase(2); // 通过关键字删除
    cout << "删除key=2的元素后" << endl;
    Show(m);

    m.erase(m.begin()); // 通过迭代器删除
    cout << "删除第一个元素后" << endl;
    Show(m);

    m.erase(m.begin(), m.end()); // 通过迭代器区间删除
    cout << "删除所有元素后" << endl;
    Show(m);

    return 0;
}

find成员函数

查找和key相同的元素。返回找到的第一个元素迭代器，没有找到返回尾后迭代器。

int main() {
    multimap<int, string> m{ {4, "ear"}, {3, "xyz"}, {2, "lpl"} ,{ 2, "key" } };
    Show(m);

    auto it = m.find(2); // 查找成功
    if (it != m.end())
        cout << "查找2成功,(" << it->first << "," << it->second << ") " << endl;

    it = m.find(6);
    if (it == m.end())
        cout << "没有找到关键字6" << endl;

    return 0;
}

insert成员函数

插入元素

size成员函数

返回元素个数

swap成员函数

交换两个映射的元素

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