前情提要

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：map、set、multimap、multiset。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。他们都是底层都是通过<key, value>结构的键值对来存储的

C++ STL 之所以得到广泛的赞誉，也被很多人使用，不只是提供了像vector, string, list等方便的容器，更重要的是STL封装了许多复杂的数据结构算法和大量常用数据结构操作。vector封装数组，list封装了链表，map和set封装了二叉树等，在封装这些数据结构的时候，STL按照程序员的使用习惯，以成员函数方式提供的常用操作，如：插入、排序、删除、查找等。让用户在STL使用过程中，并不会感到陌生

set认识及使用

set中的key就是value，就是key=value的一种关联容器。也就是说存的内容不能一样，set具有天然的去重功能

特性：

set容器中不能存在重复元素，底层二叉树不允许存在重复元素
使用set的迭代器遍历set中的元素，可以得到有序序列，底层通过中序遍历得到
set中插入元素时，只需要插入value即可，不需要构造键值对
set中的元素不允许修改，二叉搜索树不允许修改

模板参数

T：set存放的数据类型
Compare：set元素存储顺序，默认less，为从小到大
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

构造函数

explicit set (const key_compare& comp = key_compare(),
const allocator_type& alloc = allocator_type());
template < class InputIterator >
set (InputIterator first, InputIterator last, const key_compare& comp = key_compare(), const allocator_type& alloc = allocator_type());

void test()
{vector<int> vec = { 4, 3, 9, 6, 3 };set<int> set1; //空setset<int> set2 = { vec.begin(), vec.end()};//通过迭代器创建set容器set<int> ::iterator it = set1.begin();//set迭代器while (it != set1.end()){cout << *it << " ";//*it = 10; error 不允许修改++it;}
}

测试：保存5个元素，实际保存4个元素，重复元素不保存，迭代器的遍历就是按照树的中序遍历得到的

大小容量

size() 求set元素个数
empty() 判断set是否为空

插入

pair<iterator,bool> insert (const value_type& val);
返回值pair<iterator,bool>插入数据的位置以及插入是否成功的数据

void test()
{vector<int> vec = { 4, 3, 9, 6, 3 };set<int> set2 = { vec.begin(), vec.end() };//通过迭代器创建set容器//ret.second表示pair对象第二个数据，ret.first表示pair对象第一个数据pair<set<int>::iterator, bool> ret = set2.insert(7);cout << ret.second << " " << *ret.first << endl;//插入成功，pair第一个数据是新数据的迭代器ret = set2.insert(7);cout << ret.second << " " << *ret.first << endl;//插入失败，pair第一个数据是已经存在的数据的迭代器
}

测试：

iterator insert (iterator position, const value_type& val);
该接口并非是说在该迭代器的位置前插入数据，其实和上一个插入是一样的

void printSet(const set<int>& set)
{for (auto& s : set)cout << s << " ";cout << endl;
}void test()
{vector<int> vec = { 4, 3, 9, 6, 3 };set<int> set2 = { vec.begin(), vec.end() };printSet(set2);auto it = set2.end();set2.insert(it, 1);printSet(set2);
}

测试：

删除

size_type erase (const value_type& val);
返回值是删除的个数，存在则删除并返回1，不存在返回0

void erase (iterator position);

void erase (iterator first, iterator last);

void test()
{vector<int> vec = { 4, 3, 9, 6, 3, 10, 12, 50, 1 };set<int> set2 = { vec.begin(), vec.end() };set<int> ::iterator it = set2.begin();int ret = set2.erase(6);//删除成功返回1printSet(set2);cout << ret << endl;ret = set2.erase(5);//删除失败返回0printSet(set2);cout << ret << endl;set2.erase(it);//注意不能传非法位置：end()printSet(set2);set2.erase(++set2.begin(), --set2.end());//删除只剩头和尾两个数据printSet(set2);
}

测试：

查找

iterator find (const value_type& val) const;
找到返回数据的迭代器，找不到返回set容器的end()迭代器

void test()
{vector<int> vec = { 4, 3, 9, 6, 3, 10, 12, 50, 1 };set<int> set2 = { vec.begin(), vec.end() };set<int> ::iterator it = set2.begin();auto it = set2.find(3);cout << (it != set2.end()) << endl;auto it = set2.find(2);cout << (it != set2.end()) << endl;
}

测试：

size_type count (const value_type& val) const;
查看是否存在某个数据

void test()
{vector<int> vec = { 4, 3, 9, 6, 3, 10, 12, 50, 1 };set<int> set2 = { vec.begin(), vec.end() };cout << set2.count(4) << endl;cout << set2.count(40) << endl;
}

测试：

其他

set默认是一个递增的序列，我们可以手动修改成递减的序列

void printSet(const set<int, greater<int>>& set)
{for (auto& s : set)cout << s << " ";cout << endl;
}void test()
{vector<int> vec = { 4, 3, 9, 6, 3, 10, 12, 50, 1 };set<int, greater<int>> set2 = { vec.begin(), vec.end() };printSet(set2);
}

测试：

map

map是STL的一个关联容器，它提供一对一的hash。自动建立key － value的对应。key 和 value可以是任意你需要的类型，包括自定义类型。
特性：

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
map中的元素总是按照键值key进行比较排序的，默认为递增排序
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
map中的key不可以重复，但是value可以重复。不能修改key，但是可以修改value

模板参数

Key：key值的类型
T：value值的类型

构造函数

explicit map (const key_compare& comp = key_compare(), const allocator_type& alloc = allocator_type()); 空构造

template < class InputIterator>
map (InputIterator first, InputIterator last, const key_compare& comp = key_compare(), 通过迭代器创建map容器

template <class T1, class T2>
void printMap(const map<T1, T2>& m)
{//map中的数据pair，不能直接解引用获得值typename map<T1, T2>:: const_iterator it = m.begin();while (it != m.end()){cout << it->first << "-->" << it->second << endl;++it;}
}void test()
{map<int, int> map1;//空的map容器pair<int, int> arr[] = {pair<int ,int>(1, 3), pair<int ,int>(1, 2) ,pair<int ,int>(3, 3) , pair<int ,int>(0, 0), pair<int ,int>(5, 5) };map<int, int> map2(arr, arr+sizeof(arr) / sizeof(arr[0]));//通过数据创建迭代器printMap(map2);
}

测试：key值一样不能存入。迭代器的访问底层也是一个中序遍历，按照key的递增序列的遍历

map的迭代器可以修改value，但是不可以修改key

void test()
{pair<int, int> arr[] = { pair<int ,int>(1, 3), pair<int ,int>(1, 2) ,pair<int ,int>(3, 3) , pair<int ,int>(0, 0), pair<int ,int>(5, 5) };map<int, int> map1(arr, arr+sizeof(arr) / sizeof(arr[0]));printMap(map1);cout << "修改第一个数据的value" << endl;auto it = map1.begin();//第一个数据it->second = 10;//it->first = 2; errorprintMap(map1);
}

测试：

[]方括号

mapped_type& operator[] (const key_type& k);
和我们平时使用数组时使用方法类似，key相当于索引，value就是索引对应的值 map[key] == value

void test()
{pair<int, int> arr[] = { pair<int ,int>(1, 3), pair<int ,int>(1, 2) ,pair<int ,int>(3, 3) , pair<int ,int>(0, 0), pair<int ,int>(5, 5) };map<int, int> map1(arr, arr + sizeof(arr) / sizeof(arr[0]));printMap(map1);cout << map1[1] << endl;map1[1] = 100;cout << map1[1] << endl;
}

测试：

但是map中的[]具有新的功能，即使key不存在，也可以通过[]来插入新的一个键值对并输出对应的value值

void test()
{pair<int, int> arr[] = { pair<int ,int>(1, 3), pair<int ,int>(1, 2) ,pair<int ,int>(3, 3) , pair<int ,int>(0, 0), pair<int ,int>(5, 5) };map<int, int> map1(arr, arr + sizeof(arr) / sizeof(arr[0]));map1[10] = 100;//插入一个key为10，value为100的数据cout << map1[10] << endl;printMap(map1);
}

测试：

我们通过这个接口底层实现来理解为什么可以通过[]来插入数据
其实map进行[]操作就等于进行对下面这行代码进行操作

(*((this->insert(make_pair(k,mapped_type()))).first)).second

我们来分解一下

1.先执行mapped_type()，也就是value类型的缺省值

2.执行make_pair(k,mapped_type())，创建一个键值对pair对象

3.执行insert(make_pair(k,mapped_type()))，插入这个创建好的pair对象，并返回pair<iterator,bool>，其中iterator是新插入的key对应迭代器

4.执行(this->insert(make_pair(k,mapped_type()))).first，调用返回的pair<iterator,bool>第一个元素iterator

5.执行*((this->insert(make_pair(k,mapped_type()))).first)，对迭代器进行解引用获得pair对象pair<int, int>

6.执行(*((this->insert(make_pair(k,mapped_type()))).first)).second，调用pair对象的第二个元素，也就是value

如果key值已经存在，insert插入失败会返回已经存在的pair< iterator, bool>，其中iterator是已经存在的键为key的pair的迭代器

at接口

mapped_type& at (const key_type& k);

void test()
{pair<int, int> arr[] = { pair<int ,int>(1, 3), pair<int ,int>(1, 2) ,pair<int ,int>(3, 3) , pair<int ,int>(0, 0), pair<int ,int>(5, 5) };map<int, int> map1(arr, arr + sizeof(arr) / sizeof(arr[0]));//at接口和operator[]的区别就在于at执行插入对象存在时抛异常cout << map1.at(10) << endl;
}

insert

pair<iterator,bool> insert (const value_type& val);

void test()
{map<int, int> map1;auto ret = map1.insert(pair<int, int>(1, 1));cout << ret.first->first << "-->" << ret.first->second << "insert:" << ret.second << endl;ret = map1.insert(make_pair(2, 2));cout << ret.first->first << "-->" << ret.first->second << "insert:" << ret.second << endl;//key值存在插入失败ret = map1.insert(make_pair(2, 3));cout << ret.first->first << "-->" << ret.first->second << "insert:" << ret.second << endl;
}

测试：

erase

size_type erase (const key_type& k);

void test()
{pair<int, int> arr[] = { pair<int ,int>(1, 3), pair<int ,int>(1, 2) ,pair<int ,int>(3, 3) , pair<int ,int>(0, 0), pair<int ,int>(5, 5) };map<int, int> map1(arr, arr + sizeof(arr) / sizeof(arr[0]));size_t num = map1.erase(3);//存在返回1cout << num << endl;num = map1.erase(2);//不存在返回0cout << num << endl;
}

测试：

multiset

与set类似，但是存的值可以重复
特性：

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。
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
默认排序依然是递增

操作

void test()
{int arr[] = { 1, 6, 8, 5, 4, 9, 2, 4, 9 };multiset<int> ms(arr, arr + sizeof(arr) / sizeof(arr[0]));for (auto& e : ms){cout << e << " ";}cout << endl;
}

multimap

与map类似，但是存的key值可以重复
特性：

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
默认排序依然是递增

操作

void test()
{multimap<int, int> mm;mm.insert(make_pair(10, 10));mm.insert(make_pair(20, 20));mm.insert(make_pair(10, 30));mm.insert(make_pair(10, 40));mm.insert(make_pair(10, 50));mm.insert(make_pair(50, 60));mm.insert(make_pair(40, 70));mm.insert(make_pair(30, 80));for (auto& e : mm){cout << e.first << "-->" << e.second << endl;}
}

测试：multimap不存在[]的操作

练习题

题目：

思路：
0、示例如下

1、将单词存入到map<string ,int>中，此时单词在mp中的存的是按照字符升序，且带有出现频率的map容器

2、创建一个，multimap容器，类型为multimap<int ,string, greater< int>>。将mp中的key存在mf中的value中，将mp中的value存在mf中的key中

3、将mf中的value存到数组中并返回

代码：

class Solution {public:vector<string> topKFrequent(vector<string>& words, int k) {//string:单词 int:出现次数map<string, int> mp;//安装字符顺序排序，递增序列for (const auto& wd : words){mp[wd]++;}//multimap的key可以重复，但不支持[]//int:出现次数 string单词， 安装出现次数大小排序multimap<int, string, greater<int>> mf;//字母升序遍历for (const auto& p : mp){//将mp中的出现次数和单词插入到mf中//即使单词出现频率相同，也是先插入的在前面，也就是字母小的在前//满足优先按照频率排序，再安装字符升序排序mf.insert(make_pair(p.second, p.first));}vector<string> res;for (const auto& p : mf){if (k == 0)break;else{res.push_back(p.second);--k;}}return res;}
};

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前情提要

set认识及使用

模板参数

构造函数

大小容量

插入

删除

查找

其他

map

模板参数

构造函数

[]方括号

at接口

insert

erase

multiset

操作

multimap

操作

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