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; } 123456789101112131415161718192021222324 123456789101112131415161718192021222324 //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; } 123456789101112131415 123456789101112131415 //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; } 1234567891011 1234567891011

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; } 1234567891011121314 1234567891011121314

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; } 12345678910111213 12345678910111213

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; } 123456789101112131415161718 123456789101112131415161718

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; else cout<<"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; } } 123456789101112131415161718192021222324252627 123456789101112131415161718192021222324252627

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; } 1234567891011121314 1234567891011121314

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); } 123456 123456

map的插入：

pair<iterator,bool> insert(const value_type& x) { return t.insert_unique(x); } 12 12

multimap的插入：

iterator insert(const value_type& x) { return t.insert_equal(x); } 12 12

multiset的插入：

iterator insert(const value_type& x) { return t.insert_equal(x); } 1234 1234

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