rb_tree

rb_tree源码实现

G2.9版本的rb_tree源码

rb_tree底层实现红黑树，其示意图和代码如下：

4个需要注意的模板参数：Key,Value,KeyOfValue,Compare
Key就是Key，节点的大小关系是按Key排的；Value是整个node，而不是key对应的data，比如对于map来说，Value就是个pair；KeyOfValue代表如何从Value中提取出Key，也就是一个可调用对象的类型，传入一个Value，返回对应的Key；Compare提供两个Key比较的依据
留意rb_tree成员header，类型是一个指向rb_tree_node的指针，rb_tree_node表示红黑树的节点类型，里面包含一个value对象，以及指向parent，left和right的指针。
rb_tree可以实现遍历和iterator操作，即rb_tree通过中序遍历所有元素
rb_tree节点的key值不可以改变，因为随意改变会破坏红黑树的结构
rb_tree主要提供insert_unique()和insert_equal()操作，前者表示key在rb_tree中独一无二，否则安插失败，后者表示key在rb_tree可以重复存在
rb_tree初始长度为12字节，因为rb_tree的成员node_count，header分别为4字节，key_compare为一个没有元素的函数，大小应为0，但是实际上编译器视其为1字节，另外编译器默认是按照4字节对齐的，所以总共12字节

G4.9版本的rb_tree源码

set，map，multimap和multiset的实现主要依赖于rb_tree
G2.9版本与G4.9版本主要区别在于，G4.9使用了Handler/Body模式
rb_tree初始长度为16字节(虽然侯捷老师说的是20字节,但是我自己实际测试下来应该是16字节才对)，因为rb_tree的成员_M_parent，_M_right，_M_left，分别为4字节，_M_color是一个枚举类型，占4字节，所以总共16字节

(multi)set

(multi)set源码实现

G2.9版本的(multi)set源码

set/multiset以rb_tree作为底层结构，且value和key合一，因为key_type和value_type的类型都是Key，identity直接将key从value中分离出来
set的key独一无二,因此insert()调用rb_tree的insert_unique()，multiset的key可以重复使用,因此insert()调用rb_tree的insert_equal()
set/multiset不能通过调用iterator来修改key的值，因为set/multiset调用了rb_tree底部的const-iterator

(multi)map

(multi)map源码实现

G2.9版本的(multi)map源码

map/multimap以rb_tree作为底层结构，value对应的是data_type，key对应的是key_type，留意这里的value_type是pair<const Key, T>，也就是把value和key的类型整合成一个pair<const Key, T>来作为rb_tree的数值类型，所以之后需要用select1st<pair<const Key, T>>将Key和T分离出来
map的key独一无二,因此insert()调用rb_tree的insert_unique()，multimap的key可以重复使用,因此insert()调用rb_tree的insert_equal()
set/multiset不能通过调用iterator来修改key的值，但是可以修改data的值，因为map/multimap将rb_tree底部设置为pair<const Key, T>,所以Key不可以被任意调用修改

map的operator[]

map/multimap会二分查找对应的Key，如果Key在map/multimap对应的[first, last)的范围内的话(否则返回last)，则会返回不破坏map/multimap的排列顺序的第一个Key对应的value的引用

注意事项

map和set的迭代器类型以及相关操作的时间复杂度
双向迭代器
随机访问每个元素 O(logn)
末尾插入删除元素 O(logn)
中间或开头删插元素 O(logn)
为何map和set的插入删除效率比用其他序列容器高？
map和set中所有元素都是以节点的形式来存储，插入删除操作只涉及到指针的转换，无需像vetor和deque一样考虑内存重新申请与拷贝
为何每次insert之后，以前保存的iterator不会失效？
每次执行插入和删除操作后，内存没有改变(当然被删除的那个元素本身已经失效了)，所以对应的iterator也不会失效。
即如果迭代器所指向的元素被删除，则该迭代器失效。其它任何增加、删除元素的操作都不会使迭代器失效。

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