C++学习笔记十-关联容器
一、概述:关联容器和顺序容器的本质差别在于:关联容器通过键(key)存储和读取元素,而顺序容器则通过元素在容器中的位置顺序存储和访问元素。
1.关联容器(Associative containers)支持通过键来高效地查找和读取元素。两个基本的关联容器类型是 map set。map 的元素以键-值(key-value)对的形式组织:键用作元素在 map 中的索引,而值则表示所存储和读取的数据。set 仅包含一个键,并有效地支持关于某个键是否存在的查询。
2.一般来说,如果希望有效地存储不同值的集合,那么使用 set 容器比较合适,而 map 容器则更适用于需要存储(乃至修改)每个键所关联的值的情况。在做某种文本处理时,可使用 set 保存要忽略的单词。而字典则是 map 的一种很好的应用:单词本身是键,而它的解释说明则是值。
3.关联容器类型:
map 关联数组:元素通过键来存储和读取
set 大小可变的集合,支持通过键实现的快速读取
multimap 支持同一个键多次出现的 map 类型
multiset 支持同一个键多次出现的 set 类型
二、pair 类型:
1.pair 的创建和初始化:pair 包含两个数据值。与容器一样,pair 也是一种模板类型。但又与之前介绍的容器不同,在创建 pair 对象时,必须提供两个类型名:pair 对象所包含的两个数据成员各自对应的类型名字,这两个类型必相同。
pair<string, string> anon; // holds two strings pair<string, int> word_count; // holds a string and an int pair<string, vector<int> > line; // holds string and vector<int>如果在创建 pair 对象时不提供初始化式,则调用默认构造函数对其成员采用值初始化。于是,anon 是包含两空 string 类型成员的 pair 对象,line 则存储一个空的 string 类型对象和一个空的vector 类型对象。word_count 中的 int 成员获得 0 值,而 string 成员则初始化为空 string 对象。
2.可在定义时为每个成员提供初始化式:
pair<string, string> author("James", "Joyce");3.pairs 对象的操作:make_pair(v1, v2) 以 v1 和 v2 值创建一个新 pair 对象,其元素类型分别是 v1 和 v2 的类型
p1 < p2 两个 pair 对象之间的小于运算,其定义遵循字典次序:如果 p1.first < p2.first 或者 !(p2.first < p1.first) && p1.second < p2.second,则返回 true
p1 == p2 如果两个 pair 对象的 first 和 second 成员依次相等,则这两个对象相等。该运算使用其元素的 == 操作符
p.first 返回 p 中名为 first 的(公有)数据成员
p.second 返回 p 的名为 second 的(公有)数据成员
三、关联容器的公共操作:
1.三种构造函数:
C<T> c; // creates an empty container // c2 must be same type as c1 C<T> c1(c2); // copies elements from c2 into c1 // b and e are iterators denoting a sequence C<T> c(b, e); // copies elements from the sequence into c2.begin、end、rbegin 和 rend 操作。
3.对于 map 容器,value_type 并非元素的类型,而是描述键及其关联值类型的 pair 类型。4.支持swap 和赋值操作。但关联容器不提供 assign 函数。5.支持clear 和 erase 操作,但关联容器的 erase 运算返回 void 类型。6.resize 函数不能用于关联容器。
四、map 类型容器:map 是键-值对的集合。map 类型通常可理解为关联数组(associative array):可使用键作为下标来获取一个值,正如内置数组类型一样。而关联的本质在于元素的值与某个特定的键相关联,而并非通过元素在数组中的位置来获取。
1.map 的构造函数:
map<k, v> m; 创建一个名为 m 的空 map 对象,其键和值的类型分别为 k 和 v
map<k, v> m(m2); 创建 m2 的副本 m,m 与 m2 必须有相同的键类型和值类型
map<k, v> m(b, e); 创建 map 类型的对象 m,存储迭代器 b 和 e 标记的范围内所有元素的副本。元素的类型必须能转换为 pair<const k, v>
2.键类型的约束:在使用关联容器时,它的键不但有一个类型,而且还有一个相关的比较函数。默认情况下,标准库使用键类型定义的 < 操作符来实现键(key type)的比较。对于键类型,唯一的约束就是必须支持 < 操作符,至于是否支持其他的关系或相等运算,则不作要求。
3.map 对象的元素是键-值对,也即每个元素包含两个部分:键以及由键关联的值。map 迭代器返回 value_type 类型的值——包含 const key_type 和 mapped_type 类型成员的 pair 对象;下标操作符则返回一个 mapped_type 类型的值。
4.关联类型:在学习 map 的接口时,需谨记 value_type 是 pair 类型,它的值成员可以修改,但键成员不能修改。
map<K, V>::key_type 在 map 容器中,用做索引的键的类型
map<K, V>::mapped_type 在 map 容器中,键所关联的值的类型
map<K, V>::value_type 一个 pair 类型,它的 first 元素具有 const map<K, V>::key_type 类型,而 second 元素则为 map<K, V>::mapped_type 类型
5.给 map 添加元素:可使用 insert 成员实现;或者,先用下标操作符获取元素,然后给获取的元素赋值。在这两种情况下,一个给定的键只能对应于一个元素这一事实影响了这些操作的行为。map 对象键所关联的值采用值初始化:类类型的元素用默认构造函数初始化,而内置类型的元素初始化为 0。
6.map::insert 的使用:
A.插入单个元素的 insert 版本使用键-值 pair 类型的参数。类似地,对于参数为一对迭代器的版本,迭代器必须指向键-值 pair 类型的元素。另一个差别则是:map 容器的接受单个值的 insert 版本的返回类型。使用下标给 map 容器添加新元素时,元素的值部分将采用值初始化。在添加新 map 元素时,使用 insert 成员可避免使用下标操作符所带来的副作用:不必要的初始化。
B.map 对象中一个给定键只对应一个元素。如果试图插入的元素所对应的键已在容器中,则 insert 将不做任何操作。含有一个或一对迭代器形参的 insert 函数版本并不说明是否有或有多少个元素插入到容器中。
C.传递给 insert 的实参相当笨拙。可用两种方法简化:使用 make_pair:
word_count.insert(make_pair("Anna", 1));Or use a typedef:
或使用 typedef
typedef map<string,int>::value_type valType; word_count.insert(valType("Anna", 1));D.insert操作:
m.insert(e)
e 是一个用在 m 上的 value_type 类型的值。如果键(e.first)不在 m 中,则插入一个值为 e.second 的新元素;如果该键在 m 中已存在,则保持 m 不变。该函数返回一个 pair 类型对象,包含指向键为 e.first 的元素的 map 迭代器,以及一个 bool 类型的对象,表示是否插入了该元素 m.insert(beg, end) beg 和 end 是标记元素范围的迭代器,其中的元素必须为 m.value_type 类型的键-值对。对于该范围内的所有元素,如果它的键在 m 中不存在,则将该键及其关联的值插入到 m。返回 void 类型 m.insert(iter, e) e 是一个用在 m 上的 value_type 类型的值。如果键(e.first)不在 m 中,则创建新元素,并以迭代器 iter 为起点搜索新元素存储的位置。返回一个迭代器,指向 m 中具有给定键的元素 7.查找并读取 map 中的元素:
A.下标操作符给出了读取一个值的最简单方法,但是,使用下标存在一个很危险的副作用:如果该键不在 map 容器中,那么下标操作会插入一个具有该键的新元素。
B.m.count(k), 返回 m 中 k 的出现次数,对于 map 对象,count 成员的返回值只能是 0 或 1。map 容器只允许一个键对应一个实例,所以 count 可有效地表明一个键是否存在。
C.m.find(k),如果 m 容器中存在按 k 索引的元素,则返回指向该元素的迭代器。如果元素不存在,则返回 end 迭代器.
8.从map中删除元素:
A.m.erase(k),删除 m 中键为 k 的元素。返回 size_type 类型的值,表示删除的元素个数(要么是0,要么是1);
B.m.erase(p),从 m 中删除迭代器 p 所指向的元素。p 必须指向 m 中确实存在的元素,而且不能等于 m.end()。返回 void
C.m.erase(b, e),从 m 中删除一段范围内的元素,该范围由迭代器对 b 和 e 标记。b 和 e 必须标记 m 中的一段有效范围:即 b 和 e 都必须指向 m 中的元素或最后一个元素的下一个位置。而且,b 和 e 要么相等(此时删除的范围为空),要么 b 所指向的元素必须出现在 e 所指向的元素之前。返回 void 类型
9.map 对象的迭代遍历:与其他容器一样,map 同样提供 begin 和 end 运算,以生成用于遍历整个容器的迭代器。在使用迭代器遍历 map 容器时,迭代器指向的元素按键的升序排列。
五、set类型容器:set 容器只是单纯的键的集合。
1.set 不支持下标操作符,而且没有定义 mapped_type 类型。在 set 容器中,value_type 不是 pair 类型,而是与 key_type 相同的类型。它们指的都是 set 中存储的元素类型。这一差别也体现了 set 存储的元素仅仅是键,而没有所关联的值。与 map 一样,set 容器存储的键也必须唯一,而且不能修改。
2.set 容器的定义和使用:以一段范围的元素初始化 set 对象,或在 set 对象中插入一组元素时,对于每个键,事实上都只添加了一个元素。
12345678910// define a vector with 20 elements, holding two copies of each number from 0 to 9
vector<
int
> ivec;
for
(vector<
int
>::size_type i = 0; i != 10; ++i) {
ivec.push_back(i);
ivec.push_back(i);
// duplicate copies of each number
}
// 对于vector中的重复元素,只插入一个。
set<
int
> iset(ivec.begin(), ivec.end());
cout << ivec.size() << endl;
// prints 20
cout << iset.size() << endl;
// prints 10</int></int></int>
3.往set中添加元素:与 map 容器的操作一样,带有一个键参数的 insert 版本返回 pair 类型对象,包含一个迭代器和一个 bool 值,迭代器指向拥有该键的元素,而 bool 值表明是否添加了元素。使用迭代器对的 insert 版本返回 void 类型。
1234iset.find(1)
// returns iterator that refers to the element with key == 1
iset.find(11)
// returns iterator == iset.end()
iset.count(1)
// returns 1
iset.count(11)
// returns 0
14.正如不能修改 map 中元素的键部分一样,set 中的键也为 const。在获得指向 set 中某元素的迭代器后,只能对其做读操作,而不能做写操作:
1234// set_it refers to the element with key == 1
set<
int
>::iterator set_it = iset.find(1);
*set_it = 11;
// error: keys in a set are read-only
cout << *set_it << endl;
// ok: can read the key</int>
六、multimap 和 multiset 类型:multiset 和 multimap 类型则允许一个键对应多个实例。
1.multimap 和 multiset 所支持的操作分别与 map 和 set 的操作相同,只有一个例外:multimap 不支持下标运算。不能对 multimap 对象使用下标操作,因为在这类容器中,某个键可能对应多个值。
2.元素的添加和删除:
A.由于键不要求是唯一的,因此每次调用 insert 总会添加一个元素。例如,可如下定义一个 multimap 容器对象将作者映射到他们所写的书的书名上。这样的映射可为一个作者存储多个条目:
123456789// adds first element with key Barth
authors.insert(make_pair(
string(
"Barth, John"
),
string(
"Sot-Weed Factor"
)));
// ok: adds second element with key Barth
authors.insert(make_pair(
string(
"Barth, John"
),
string(
"Lost in the Funhouse"
)));
1
1B.<strong>带有一个键参数的 <tt>erase</tt> 版本将删除拥有该键的所有元素,并返回删除元素的个数。</strong>而带有一个或一对迭代器参数的版本只删除指定的元素,并返回 <tt>
void
</tt> 类型:
1
13.在 <tt>multimap</tt> 和 <tt>multiset</tt> 中查找元素:<strong>在 <tt>multimap</tt> 和 <tt>multiset</tt> 容器中,如果某个键对应多个实例,则这些实例在容器中将相邻存放。</strong>
一、概述:关联容器和顺序容器的本质差别在于:关联容器通过键(key)存储和读取元素,而顺序容器则通过元素在容器中的位置顺序存储和访问元素。
1.关联容器(Associative containers)支持通过键来高效地查找和读取元素。两个基本的关联容器类型是 map set。map 的元素以键-值(key-value)对的形式组织:键用作元素在 map 中的索引,而值则表示所存储和读取的数据。set 仅包含一个键,并有效地支持关于某个键是否存在的查询。
2.一般来说,如果希望有效地存储不同值的集合,那么使用 set 容器比较合适,而 map 容器则更适用于需要存储(乃至修改)每个键所关联的值的情况。在做某种文本处理时,可使用 set 保存要忽略的单词。而字典则是 map 的一种很好的应用:单词本身是键,而它的解释说明则是值。
3.关联容器类型:
map 关联数组:元素通过键来存储和读取
set 大小可变的集合,支持通过键实现的快速读取
multimap 支持同一个键多次出现的 map 类型
multiset 支持同一个键多次出现的 set 类型
二、pair 类型:
1.pair 的创建和初始化:pair 包含两个数据值。与容器一样,pair 也是一种模板类型。但又与之前介绍的容器不同,在创建 pair 对象时,必须提供两个类型名:pair 对象所包含的两个数据成员各自对应的类型名字,这两个类型必相同。
pair<string, string> anon; // holds two strings pair<string, int> word_count; // holds a string and an int pair<string, vector<int> > line; // holds string and vector<int>
如果在创建 pair 对象时不提供初始化式,则调用默认构造函数对其成员采用值初始化。于是,anon 是包含两空 string 类型成员的 pair 对象,line 则存储一个空的 string 类型对象和一个空的vector 类型对象。word_count 中的 int 成员获得 0 值,而 string 成员则初始化为空 string 对象。
2.可在定义时为每个成员提供初始化式:
pair<string, string> author("James", "Joyce");
3.pairs 对象的操作:
make_pair(v1, v2) 以 v1 和 v2 值创建一个新 pair 对象,其元素类型分别是 v1 和 v2 的类型
p1 < p2 两个 pair 对象之间的小于运算,其定义遵循字典次序:如果 p1.first < p2.first 或者 !(p2.first < p1.first) && p1.second < p2.second,则返回 true
p1 == p2 如果两个 pair 对象的 first 和 second 成员依次相等,则这两个对象相等。该运算使用其元素的 == 操作符
p.first 返回 p 中名为 first 的(公有)数据成员
p.second 返回 p 的名为 second 的(公有)数据成员
三、关联容器的公共操作:
1.三种构造函数:
C<T> c; // creates an empty container // c2 must be same type as c1 C<T> c1(c2); // copies elements from c2 into c1 // b and e are iterators denoting a sequence C<T> c(b, e); // copies elements from the sequence into c
2.begin、end、rbegin 和 rend 操作。
3.对于 map 容器,value_type 并非元素的类型,而是描述键及其关联值类型的 pair 类型。
4.支持swap 和赋值操作。但关联容器不提供 assign 函数。
5.支持clear 和 erase 操作,但关联容器的 erase 运算返回 void 类型。
6.resize 函数不能用于关联容器。
四、map 类型容器:
map 是键-值对的集合。map 类型通常可理解为关联数组(associative array):可使用键作为下标来获取一个值,正如内置数组类型一样。而关联的本质在于元素的值与某个特定的键相关联,而并非通过元素在数组中的位置来获取。
1.map 的构造函数:
map<k, v> m; 创建一个名为 m 的空 map 对象,其键和值的类型分别为 k 和 v
map<k, v> m(m2); 创建 m2 的副本 m,m 与 m2 必须有相同的键类型和值类型
map<k, v> m(b, e); 创建 map 类型的对象 m,存储迭代器 b 和 e 标记的范围内所有元素的副本。元素的类型必须能转换为 pair<const k, v>
2.键类型的约束:在使用关联容器时,它的键不但有一个类型,而且还有一个相关的比较函数。默认情况下,标准库使用键类型定义的 < 操作符来实现键(key type)的比较。对于键类型,唯一的约束就是必须支持 < 操作符,至于是否支持其他的关系或相等运算,则不作要求。
3.map 对象的元素是键-值对,也即每个元素包含两个部分:键以及由键关联的值。map 迭代器返回 value_type 类型的值——包含 const key_type 和 mapped_type 类型成员的 pair 对象;下标操作符则返回一个 mapped_type 类型的值。
4.关联类型:在学习 map 的接口时,需谨记 value_type 是 pair 类型,它的值成员可以修改,但键成员不能修改。
map<K, V>::key_type 在 map 容器中,用做索引的键的类型
map<K, V>::mapped_type 在 map 容器中,键所关联的值的类型
map<K, V>::value_type 一个 pair 类型,它的 first 元素具有 const map<K, V>::key_type 类型,而 second 元素则为 map<K, V>::mapped_type 类型
5.给 map 添加元素:可使用 insert 成员实现;或者,先用下标操作符获取元素,然后给获取的元素赋值。在这两种情况下,一个给定的键只能对应于一个元素这一事实影响了这些操作的行为。map 对象键所关联的值采用值初始化:类类型的元素用默认构造函数初始化,而内置类型的元素初始化为 0。
6.map::insert 的使用:
A.插入单个元素的 insert 版本使用键-值 pair 类型的参数。类似地,对于参数为一对迭代器的版本,迭代器必须指向键-值 pair 类型的元素。另一个差别则是:map 容器的接受单个值的 insert 版本的返回类型。使用下标给 map 容器添加新元素时,元素的值部分将采用值初始化。在添加新 map 元素时,使用 insert 成员可避免使用下标操作符所带来的副作用:不必要的初始化。
B.map 对象中一个给定键只对应一个元素。如果试图插入的元素所对应的键已在容器中,则 insert 将不做任何操作。含有一个或一对迭代器形参的 insert 函数版本并不说明是否有或有多少个元素插入到容器中。
C.传递给 insert 的实参相当笨拙。可用两种方法简化:使用 make_pair:
word_count.insert(make_pair("Anna", 1));
Or use a typedef:
或使用 typedef
typedef map<string,int>::value_type valType; word_count.insert(valType("Anna", 1));
D.insert操作:
m.insert(e) |
e 是一个用在 m 上的 value_type 类型的值。如果键(e.first)不在 m 中,则插入一个值为 e.second 的新元素;如果该键在 m 中已存在,则保持 m 不变。该函数返回一个 pair 类型对象,包含指向键为 e.first 的元素的 map 迭代器,以及一个 bool 类型的对象,表示是否插入了该元素 |
m.insert(beg, end) | beg 和 end 是标记元素范围的迭代器,其中的元素必须为 m.value_type 类型的键-值对。对于该范围内的所有元素,如果它的键在 m 中不存在,则将该键及其关联的值插入到 m。返回 void 类型 |
m.insert(iter, e) | e 是一个用在 m 上的 value_type 类型的值。如果键(e.first)不在 m 中,则创建新元素,并以迭代器 iter 为起点搜索新元素存储的位置。返回一个迭代器,指向 m 中具有给定键的元素 |
7.查找并读取 map 中的元素:
A.下标操作符给出了读取一个值的最简单方法,但是,使用下标存在一个很危险的副作用:如果该键不在 map 容器中,那么下标操作会插入一个具有该键的新元素。
B.m.count(k), 返回 m 中 k 的出现次数,对于 map 对象,count 成员的返回值只能是 0 或 1。map 容器只允许一个键对应一个实例,所以 count 可有效地表明一个键是否存在。
C.m.find(k),如果 m 容器中存在按 k 索引的元素,则返回指向该元素的迭代器。如果元素不存在,则返回 end 迭代器.
8.从map中删除元素:
A.m.erase(k),删除 m 中键为 k 的元素。返回 size_type 类型的值,表示删除的元素个数(要么是0,要么是1);
B.m.erase(p),从 m 中删除迭代器 p 所指向的元素。p 必须指向 m 中确实存在的元素,而且不能等于 m.end()。返回 void
C.m.erase(b, e),从 m 中删除一段范围内的元素,该范围由迭代器对 b 和 e 标记。b 和 e 必须标记 m 中的一段有效范围:即 b 和 e 都必须指向 m 中的元素或最后一个元素的下一个位置。而且,b 和 e 要么相等(此时删除的范围为空),要么 b 所指向的元素必须出现在 e 所指向的元素之前。返回 void 类型
9.map 对象的迭代遍历:与其他容器一样,map 同样提供 begin 和 end 运算,以生成用于遍历整个容器的迭代器。在使用迭代器遍历 map 容器时,迭代器指向的元素按键的升序排列。
五、set类型容器:set 容器只是单纯的键的集合。
1.set 不支持下标操作符,而且没有定义 mapped_type 类型。在 set 容器中,value_type 不是 pair 类型,而是与 key_type 相同的类型。它们指的都是 set 中存储的元素类型。这一差别也体现了 set 存储的元素仅仅是键,而没有所关联的值。与 map 一样,set 容器存储的键也必须唯一,而且不能修改。
2.set 容器的定义和使用:以一段范围的元素初始化 set 对象,或在 set 对象中插入一组元素时,对于每个键,事实上都只添加了一个元素。
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for (vector< int >::size_type i = 0; i != 10; ++i) {
ivec.push_back(i);
ivec.push_back(i); // duplicate copies of each number
}
// 对于vector中的重复元素,只插入一个。
set< int > iset(ivec.begin(), ivec.end());
cout << ivec.size() << endl; // prints 20
cout << iset.size() << endl; // prints 10</int></int></int>
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3.往set中添加元素:与 map 容器的操作一样,带有一个键参数的 insert 版本返回 pair 类型对象,包含一个迭代器和一个 bool 值,迭代器指向拥有该键的元素,而 bool 值表明是否添加了元素。使用迭代器对的 insert 版本返回 void 类型。
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iset.find(1) // returns iterator that refers to the element with key == 1
iset.find(11) // returns iterator == iset.end()
iset.count(1) // returns 1
iset.count(11) // returns 0
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4.正如不能修改 map 中元素的键部分一样,set 中的键也为 const。在获得指向 set 中某元素的迭代器后,只能对其做读操作,而不能做写操作:
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// set_it refers to the element with key == 1 set< int >::iterator set_it = iset.find(1);
*set_it = 11; // error: keys in a set are read-only
cout << *set_it << endl; // ok: can read the key</int>
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六、multimap 和 multiset 类型:multiset 和 multimap 类型则允许一个键对应多个实例。
1.multimap 和 multiset 所支持的操作分别与 map 和 set 的操作相同,只有一个例外:multimap 不支持下标运算。不能对 multimap 对象使用下标操作,因为在这类容器中,某个键可能对应多个值。
2.元素的添加和删除:
A.由于键不要求是唯一的,因此每次调用 insert 总会添加一个元素。例如,可如下定义一个 multimap 容器对象将作者映射到他们所写的书的书名上。这样的映射可为一个作者存储多个条目:
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// adds first element with key Barth authors.insert(make_pair( string( "Barth, John" ),
string( "Sot-Weed Factor" )));
// ok: adds second element with key Barth authors.insert(make_pair( string( "Barth, John" ),
string( "Lost in the Funhouse" )));
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B.<strong>带有一个键参数的 <tt>erase</tt> 版本将删除拥有该键的所有元素,并返回删除元素的个数。</strong>而带有一个或一对迭代器参数的版本只删除指定的元素,并返回 <tt> void </tt> 类型:
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3.在 <tt>multimap</tt> 和 <tt>multiset</tt> 中查找元素:<strong>在 <tt>multimap</tt> 和 <tt>multiset</tt> 容器中,如果某个键对应多个实例,则这些实例在容器中将相邻存放。</strong> |