[数据结构]Map和Set

说起map和set，想必我们都学过红黑树了吧，map和set就是红黑树的一个应用领域。它的底层就是由红黑树来实现的。下面简单说一下map和set的使用吧。

首先，有一个栗子是这样的，让我们统计出每种水果出现的次数。

我们会想到怎么解决的。关于map，我们知道，当你插入同样的key值时，它就不会将要插入的key值插入到map中。但是，我们还知道，map是有俩个参数的，一个是插入的key值，另一个value可以用来统计key值出现的次数。

关于统计水果次数的问题，我们主要有以下几种方法：

    map<string,int> countMap;string strs[] = {"苹果","香蕉","橘子","苹果","苹果","香蕉"};//1.从头到尾遍历看是否有数组中的值，没有则插入，有则使second++for(int i = 0; i < sizeof(strs)/sizeof(strs[0]); i++){map<string,int>::iterator it = countMap.find(strs[i]);if(it != countMap.end()){it->second++;}else{countMap.insert(make_pair(strs[i],1));}}map<string,int>::iterator it1 = countMap.begin();while(it1 != countMap.end()){cout<<it1->first<<":"<<it1->second<<endl;++it1;}

//2.检测插入的返回值pair<map<string,int>::iterator,bool>的second是否为false来确定pair<map<string,int>::iterator,bool> ret;for(int i = 0; i < sizeof(strs)/sizeof(strs[0]);i++){ret = countMap.insert(make_pair(strs[i],1));if(ret.second == false)ret.first->second++;}map<string,int>::iterator it1 = countMap.begin();while(it1 != countMap.end()){cout<<it1->first<<":"<<it1->second<<endl;++it1;}

//3.直接使用map重载的[]for(int i = 0; i < sizeof(strs)/sizeof(strs[0]);i++){countMap[strs[i]]++;}map<string,int>::iterator it1 = countMap.begin();while(it1 != countMap.end()){cout<<it1->first<<":"<<it1->second<<endl;++it1;}

运行结果：

这里需要注意的几点是：

1.首先使用插入的时候，是需要插入一个pair结构体，因为map底层的value是一个pair结构体，里边成员又有first和second；因此需要使用make_pair来构造insert的参数。
2.在使用第三种方法的时候，我们使用到map重载的operator[]，说一下operator[]的函数:
(*((this->insert(make_pair(x,T()))).first)).second
分解一下上边的operator[]的式子：
this->insert(make_pair(x,T()))：返回值为pair<iterator,bool>结构体
((this->insert(make_pair(x,T()))).first)：表示pair结构体中的first，即指向一个pair结构体的迭代器，此pair结构体中有key和value，也即所谓的first和second
(*((this->insert(make_pair(x,T()))).first)).second：表示取迭代器中指向的pair的second

说到map，我们还有一个multimap，是用来插入冗余的值，比如有相同的key值的时候，对于map而言，它就不会将其插入，而对于multimap而言就会插入。典型的例子为字典，我们英译汉的时候，同一个英语单词代表着不同的意思，这时multimap就会将每一个key值对应的不同的value值都会插入，并且以排好序的方式显示。

1.比如map来显示字典的时候：

typedef map<string,string> Dict;typedef map<string,string>::iterator DictIt;Dict dict;dict.insert(make_pair("left","左边"));dict.insert(make_pair("right","右边"));dict.insert(make_pair("left","剩余"));DictIt it = dict.begin();while (it != dict.end()){cout<<it->first<<":"<<it->second<<endl;++it;}

结果为：

2.用multimap来实现字典的时候：

typedef multimap<string,string> Dict;typedef multimap<string,string>::iterator DictIt;Dict dict;dict.insert(make_pair("left","左边"));dict.insert(make_pair("right","右边"));dict.insert(make_pair("left","剩余"));DictIt it = dict.begin();while (it != dict.end()){cout<<it->first<<":"<<it->second<<endl;++it;}

运行结果：

综上所述，
（1）map和multimap可以通过key来找value，也可通过key排序
（2）当我们查找某个key值的时候，发现有多个相同的key值，此时不知道it该指向哪个pair结构体，这里要说明的是，它将返回中序遍历的第一个key值

验证一下：

typedef multimap<string,string> Dict;typedef multimap<string,string>::iterator DictIt;Dict dict;dict.insert(make_pair("left","左边"));dict.insert(make_pair("right","右边"));dict.insert(make_pair("left","剩余"));DictIt it = dict.begin();it = dict.find("left");dict.erase(it);it = dict.begin();while (it != dict.end()){cout<<it->first<<":"<<it->second<<endl;++it;}

在这里，我们找到一个key值为left的pair，此时删除它后再打印一下发现得出的是比它大的value值。

说完map和multimap后，与之对应的还有set和multiset。set和multiset是用来判断这个值存在或者不存在。其次也可以用来排序。还有一个特点是过滤（去重）。

1.检测其存在或者不存在

void TestSet()
{typedef set<string> MySet;typedef set<string>::iterator MySetIt;MySet myset;string strs[] = {"苹果","香蕉","橘子","西瓜","草莓","樱桃"};for(int i = 0; i < sizeof(strs)/sizeof(strs[0]); i++){myset.insert(strs[i]);}MySetIt it = myset.begin();if(it == myset.find("哈密瓜"))cout<<"哈密瓜存在"<<endl;elsecout<<"哈密瓜不存在"<<endl;cout<<"存在的其他水果为："<<endl;it = myset.begin();while(it != myset.end()){cout<<*it<<endl;++it;}
}

运行结果：

2.排序和去重

typedef set<int> MySet;typedef set<int>::iterator MySetIt;MySet myset;for(int i = 10; i > 0; i--)myset.insert(i);myset.insert(5);MySetIt it = myset.begin();while(it != myset.end()){cout<<*it<<endl;++it;}

运行结果：

对于过滤来说，就是如果有相同的key值，它就会去掉相同的key，只插入一个到set中。

这里multiset的意义和multimap差不多，也是处理冗余的数据。使用方法类似。

对于map和set的底层是怎么实现的呢。它是通过写的一个红黑树。主要的区别是

里边的value_type的意义，对于map来说，value_type指的是一个pair的结构体，结构体成员为key和value，而对于set来说，value_type指的是key值。
在红黑树中，用了枚举来表示颜色。而在源码的红黑树中使用了bool值来代替红黑俩种颜色
我们还知道，map和multimap，set和multiset也有区别，底层是怎么用红黑树的呢。它是插入的时候分别对红黑树的插入分为唯一插入(insert_unique)和相等插入(insert_equal)（相等插入就是对冗余数据的考虑）。
set的插入：

map中value_type: typedef pair<const Key, T> value_type;
set中value_type: typedef Key value_type;

set的插入：

  typedef  pair<iterator, bool> pair_iterator_bool; pair<iterator,bool> insert(const value_type& x) { pair<typename rep_type::iterator, bool> p = t.insert_unique(x); return pair<iterator, bool>(p.first, p.second);}

map的插入：

pair<iterator,bool> insert(const value_type& x)
{ return t.insert_unique(x); }

multimap的插入：

  iterator insert(const value_type& x) { return t.insert_equal(x); }

multiset的插入：

  iterator insert(const value_type& x) { return t.insert_equal(x);}

还可以进行相关的区间的插入，删除，某个位置的插入删除等操作。

小姿势：

lower_bound : 用来找到比key值大的数
upper_bound : 用来找到比key值大的数

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首先，有一个栗子是这样的，让我们统计出每种水果出现的次数。

我们会想到怎么解决的。关于map，我们知道，当你插入同样的key值时，它就不会将要插入的key值插入到map中。但是，我们还知道，map是有俩个参数的，一个是插入的key值，另一个value可以用来统计key值出现的次数。

关于统计水果次数的问题，我们主要有以下几种方法：

运行结果：

这里需要注意的几点是：

1.比如map来显示字典的时候：

结果为：

2.用multimap来实现字典的时候：

运行结果：

验证一下：

在这里，我们找到一个key值为left的pair，此时删除它后再打印一下发现得出的是比它大的value值。

说完map和multimap后，与之对应的还有set和multiset。set和multiset是用来判断这个值存在或者不存在。其次也可以用来排序。还有一个特点是过滤（去重）。

1.检测其存在或者不存在

运行结果：

2.排序和去重

运行结果：

对于过滤来说，就是如果有相同的key值，它就会去掉相同的key，只插入一个到set中。

这里multiset的意义和multimap差不多，也是处理冗余的数据。使用方法类似。

对于map和set的底层是怎么实现的呢。它是通过写的一个红黑树。主要的区别是

set的插入：

map的插入：

multimap的插入：

multiset的插入：

还可以进行相关的区间的插入，删除，某个位置的插入删除等操作。

小姿势：

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