关联式容器可以快速查找、读取或者删除所存储的元素,同时该类型容器插入元素的效率也比序列式容器高。
使用关联式容器存储的元素,都是一个一个的“键值对”( <key,value> ),这是和序列式容器最大的不同。除此之外,序列式容器中存储的元素默认都是未经过排序的,而使用关联式容器存储的元素,默认会根据各元素的键值的大小做升序排序。
关联式容器名称 | 特点 |
---|---|
map | 定义在 <map> 头文件中,使用该容器存储的数据,其各个元素的键必须是唯一的(即不能重复),该容器会根据各元素键的大小,默认进行升序排序(调用 std::less<T>)。 |
set | 定义在 <set> 头文件中,使用该容器存储的数据,各个元素键和值完全相同,且各个元素的值不能重复(保证了各元素键的唯一性)。该容器会自动根据各个元素的键(其实也就是元素值)的大小进行升序排序(调用 std::less<T>)。 |
multimap | 定义在 <map> 头文件中,和 map 容器唯一的不同在于,multimap 容器中存储元素的键可以重复。 |
multiset | 定义在 <set> 头文件中,和 set 容器唯一的不同在于,multiset 容器中存储元素的值可以重复(一旦值重复,则意味着键也是重复的)。 |
pair类型
#include <iostream>
#include <utility> // pair
#include <string> // string
using namespace std;
int main() {
// 调用构造函数 1,也就是默认构造函数
pair <string, double> pair1;
// 调用第 2 种构造函数
pair <string, string> pair2("STL教程","http://c.biancheng.net/stl/");
// 调用拷贝构造函数
pair <string, string> pair3(pair2);
//调用移动构造函数
pair <string, string> pair4(make_pair("C++教程", "http://c.biancheng.net/cplus/"));
// 调用第 5 种构造函数
pair <string, string> pair5(string("Python教程"), string("http://c.biancheng.net/python/"));
cout << "pair1: " << pair1.first << " " << pair1.second << endl;
cout << "pair2: "<< pair2.first << " " << pair2.second << endl;
cout << "pair3: " << pair3.first << " " << pair3.second << endl;
cout << "pair4: " << pair4.first << " " << pair4.second << endl;
cout << "pair5: " << pair5.first << " " << pair5.second << endl;
return 0;
}
pair1: 0
pair2: STL教程 http://c.biancheng.net/stl/
pair3: STL教程 http://c.biancheng.net/stl/
pair4: C++教程 http://c.biancheng.net/cplus/
pair5: Python教程 http://c.biancheng.net/python/
还可以
pair1.first = "Java教程";
pair1.second = "http://c.biancheng.net/java/";
cout << "new pair1: " << pair1.first << " " << pair1.second << endl;
pair <string, string> pair4 = make_pair("C++教程", "http://c.biancheng.net/cplus/");
cout << "pair4: " << pair4.first << " " << pair4.second << endl;
<utility>
头文件中除了提供创建 pair 对象的方法之外,还为 pair 对象重载了 <、<=、>、>=、==、!= 这 6 的运算符,其运算规则是:对于进行比较的 2 个 pair 对象,先比较 pair.first 元素的大小,如果相等则继续比较 pair.second 元素的大小。
pair类模板还提供有一个 swap() 成员函数,能够互换 2 个 pair 对象的键值对,其操作成功的前提是这 2 个 pair 对象的键和值的类型要相同。
#include <iostream>
#include <utility> // pair
#include <string> // string
using namespace std;
int main() {
pair <string, int> pair1("pair", 10);
pair <string, int> pair2("pair2", 20);
//交换 pair1 和 pair2 的键值对
pair1.swap(pair2);
cout << "pair1: " << pair1.first << " " << pair1.second << endl;
cout << "pair2: " << pair2.first << " " << pair2.second << endl;
return 0;
}
pair1: pair2 20
pair2: pair 10
map类型
#include <iostream>
#include <map> // map
#include <string> // string
using namespace std;
int main() {
//创建空 map 容器,默认根据个键值对中键的值,对键值对做降序排序
std::map<std::string, std::string, std::greater<std::string>>myMap;
//等价
std::map<std::string, int>myMap{ {"C语言教程",10},{"STL教程",20} };
std::map<std::string, int, std::less<std::string> >myMap{ {"C语言教程",10},{"STL教程",20} };
//调用 emplace() 方法,直接向 myMap 容器中指定位置构造新键值对
myMap.emplace("C语言教程","http://c.biancheng.net/c/");
myMap.emplace("Python教程", "http://c.biancheng.net/python/");
myMap.emplace("STL教程", "http://c.biancheng.net/stl/");
//输出当前 myMap 容器存储键值对的个数
cout << "myMap size==" << myMap.size() << endl;
//判断当前 myMap 容器是否为空
if (!myMap.empty()) {
//借助 myMap 容器迭代器,将该容器的键值对逐个输出
for (auto i = myMap.begin(); i != myMap.end(); ++i) {
cout << i->first << " " << i->second << endl;
}
}
return 0;
}
myMap size==3
STL教程 http://c.biancheng.net/stl/
Python教程 http://c.biancheng.net/python/
C语言教程 http://c.biancheng.net/c/
成员方法 | 功能 |
---|---|
begin() | 返回指向容器中第一个(注意,是已排好序的第一个)键值对的双向迭代器。如果 map 容器用 const 限定,则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。 |
end() | 返回指向容器最后一个元素(注意,是已排好序的最后一个)所在位置后一个位置的双向迭代器,通常和 begin() 结合使用。如果 map 容器用 const 限定,则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。 |
rbegin() | 返回指向最后一个(注意,是已排好序的最后一个)元素的反向双向迭代器。如果 map 容器用 const 限定,则该方法返回的是 const 类型的反向双向迭代器。 |
rend() | 返回指向第一个(注意,是已排好序的第一个)元素所在位置前一个位置的反向双向迭代器。如果 map 容器用 const 限定,则该方法返回的是 const 类型的反向双向迭代器。 |
cbegin() | 和 begin() 功能相同,只不过在其基础上,增加了 const 属性,不能用于修改容器内存储的键值对。 |
cend() | 和 end() 功能相同,只不过在其基础上,增加了 const 属性,不能用于修改容器内存储的键值对。 |
crbegin() | 和 rbegin() 功能相同,只不过在其基础上,增加了 const 属性,不能用于修改容器内存储的键值对。 |
crend() | 和 rend() 功能相同,只不过在其基础上,增加了 const 属性,不能用于修改容器内存储的键值对。 |
find(key) | 在 map 容器中查找键为 key 的键值对,如果成功找到,则返回指向该键值对的双向迭代器;反之,则返回和 end() 方法一样的迭代器。另外,如果 map 容器用 const 限定,则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。 |
lower_bound(key) | 返回一个指向当前 map 容器中第一个大于或等于 key 的键值对的双向迭代器。如果 map 容器用 const 限定,则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。 |
upper_bound(key) | 返回一个指向当前 map 容器中第一个大于 key 的键值对的迭代器。如果 map 容器用 const 限定,则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。 |
equal_range(key) | 该方法返回一个 pair 对象(包含 2 个双向迭代器),其中 pair.first 和 lower_bound() 方法的返回值等价,pair.second 和 upper_bound() 方法的返回值等价。也就是说,该方法将返回一个范围,该范围中包含的键为 key 的键值对(map 容器键值对唯一,因此该范围最多包含一个键值对)。 |
empty() | 若容器为空,则返回 true;否则 false。 |
size() | 返回当前 map 容器中存有键值对的个数。 |
max_size() | 返回 map 容器所能容纳键值对的最大个数,不同的操作系统,其返回值亦不相同。 |
operator[] | map容器重载了 [] 运算符,只要知道 map 容器中某个键值对的键的值,就可以向获取数组中元素那样,通过键直接获取对应的值。 |
at(key) | 找到 map 容器中 key 键对应的值,如果找不到,该函数会引发 out_of_range 异常。 |
insert() | 向 map 容器中插入键值对。 |
erase() | 删除 map 容器指定位置、指定键(key)值或者指定区域内的键值对。后续章节还会对该方法做重点讲解。 |
swap() | 交换 2 个 map 容器中存储的键值对,这意味着,操作的 2 个键值对的类型必须相同。 |
clear() | 清空 map 容器中所有的键值对,即使 map 容器的 size() 为 0。 |
emplace() | 在当前 map 容器中的指定位置处构造新键值对。其效果和插入键值对一样,但效率更高。 |
emplace_hint() | 在本质上和 emplace() 在 map 容器中构造新键值对的方式是一样的,不同之处在于,使用者必须为该方法提供一个指示键值对生成位置的迭代器,并作为该方法的第一个参数。 |
count(key) | 在当前 map 容器中,查找键为 key 的键值对的个数并返回。注意,由于 map 容器中各键值对的键的值是唯一的,因此该函数的返回值最大为 1。 |
iterator遍历
#include <iostream>
#include <map> // pair
#include <string> // string
using namespace std;
int main() {
//创建并初始化 map 容器
std::map<std::string, std::string>myMap{ {"STL教程","http://c.biancheng.net/stl/"},{"C语言教程","http://c.biancheng.net/c/"} };
//调用 begin()/end() 组合,遍历 map 容器
for (auto iter = myMap.begin(); iter != myMap.end(); ++iter) {
cout << iter->first << " " << iter->second << endl;
}
return 0;
}
find方法
#include <iostream>
#include <map> // pair
#include <string> // string
using namespace std;
int main() {
//创建并初始化 map 容器
std::map<std::string, std::string>myMap{ {"STL教程","http://c.biancheng.net/stl/"},
{"C语言教程","http://c.biancheng.net/c/"},
{"Java教程","http://c.biancheng.net/java/"} };
//查找键为 "Java教程" 的键值对
auto iter = myMap.find("Java教程");
//从 iter 开始,遍历 map 容器
for (; iter != myMap.end(); ++iter) {
cout << iter->first << " " << iter->second << endl;
}
return 0;
}
获取值方法
#include <iostream>
#include <map> // map
#include <string> // string
using namespace std;
int main() {
//创建并初始化 map 容器
std::map<std::string, std::string>myMap{ {"STL教程","http://c.biancheng.net/stl/"},
{"C语言教程","http://c.biancheng.net/c/"},
{"Java教程","http://c.biancheng.net/java/"} };
string cValue = myMap["C语言教程"];
cout << cValue << endl;
return 0;
}
#include <iostream>
#include <map> // map
#include <string> // string
using namespace std;
int main() {
//创建并初始化 map 容器
std::map<std::string, std::string>myMap{ {"STL教程","http://c.biancheng.net/stl/"},
{"C语言教程","http://c.biancheng.net/c/"},
{"Java教程","http://c.biancheng.net/java/"} };
cout << myMap.at("C语言教程") << endl;
//下面一行代码会引发 out_of_range 异常
//cout << myMap.at("Python教程") << endl;
return 0;
}
除了使用 [ ] 运算符实现向 map 容器中添加新键值对外,map 类模板中还提供有 insert() 成员方法,该方法专门用来向 map 容器中插入新的键值对。
#include <iostream>
#include <map> //map
#include <string> //string
using namespace std;
int main()
{
//创建一个空 map 容器
std::map<string, string> mymap;
//创建一个真实存在的键值对变量
std::pair<string, string> STL = { "STL教程","http://c.biancheng.net/stl/" };
//创建一个接收 insert() 方法返回值的 pair 对象
std::pair<std::map<string, string>::iterator, bool> ret;
//插入 STL,由于 STL 并不是临时变量,因此会以第一种方式传参
ret = mymap.insert(STL);
cout << "ret.iter = <{" << ret.first->first << ", " << ret.first->second << "}, " << ret.second << ">" << endl;
//以右值引用的方式传递临时的键值对变量
ret = mymap.insert({ "C语言教程","http://c.biancheng.net/c/" });
cout << "ret.iter = <{" << ret.first->first << ", " << ret.first->second << "}, " << ret.second << ">" << endl;
//插入失败样例
ret = mymap.insert({ "STL教程","http://c.biancheng.net/java/" });
cout << "ret.iter = <{" << ret.first->first << ", " << ret.first->second << "}, " << ret.second << ">" << endl;
return 0;
}
ret.iter = <{STL教程, http://c.biancheng.net/stl/}, 1>
ret.iter = <{C语言教程, http://c.biancheng.net/c/}, 1>
ret.iter = <{STL教程, http://c.biancheng.net/stl/}, 0>
- 对于插入成功的 insert() 方法,其返回的 pair 对象中包含一个指向新插入键值对的迭代器和值为 1 的 bool 变量
- 对于插入失败的 insert() 方法,同样会返回一个 pair 对象,其中包含一个指向 map 容器中键为 "STL教程" 的键值对和值为 0 的 bool 变量。
set类型
#include <iostream>
#include <set>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
//创建空set容器
std::set<std::string> myset;
//空set容器不存储任何元素
cout << "1、myset size = " << myset.size() << endl;
//向myset容器中插入新元素
myset.insert("http://c.biancheng.net/java/");
myset.insert("http://c.biancheng.net/stl/");
myset.insert("http://c.biancheng.net/python/");
cout << "2、myset size = " << myset.size() << endl;
//利用双向迭代器,遍历myset
for (auto iter = myset.begin(); iter != myset.end(); ++iter) {
cout << *iter << endl;
}
return 0;
}
1、myset size = 0
2、myset size = 3
http://c.biancheng.net/java/
http://c.biancheng.net/python/
http://c.biancheng.net/stl/
begin() | 返回指向容器中第一个(注意,是已排好序的第一个)元素的双向迭代器。如果 set 容器用 const 限定,则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。 |
end() | 返回指向容器最后一个元素(注意,是已排好序的最后一个)所在位置后一个位置的双向迭代器,通常和 begin() 结合使用。如果 set 容器用 const 限定,则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。 |
rbegin() | 返回指向最后一个(注意,是已排好序的最后一个)元素的反向双向迭代器。如果 set 容器用 const 限定,则该方法返回的是 const 类型的反向双向迭代器。 |
rend() | 返回指向第一个(注意,是已排好序的第一个)元素所在位置前一个位置的反向双向迭代器。如果 set 容器用 const 限定,则该方法返回的是 const 类型的反向双向迭代器。 |
cbegin() | 和 begin() 功能相同,只不过在其基础上,增加了 const 属性,不能用于修改容器内存储的元素值。 |
cend() | 和 end() 功能相同,只不过在其基础上,增加了 const 属性,不能用于修改容器内存储的元素值。 |
crbegin() | 和 rbegin() 功能相同,只不过在其基础上,增加了 const 属性,不能用于修改容器内存储的元素值。 |
crend() | 和 rend() 功能相同,只不过在其基础上,增加了 const 属性,不能用于修改容器内存储的元素值。 |
find(val) | 在 set 容器中查找值为 val 的元素,如果成功找到,则返回指向该元素的双向迭代器;反之,则返回和 end() 方法一样的迭代器。另外,如果 set 容器用 const 限定,则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。 |
lower_bound(val) | 返回一个指向当前 set 容器中第一个大于或等于 val 的元素的双向迭代器。如果 set 容器用 const 限定,则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。 |
upper_bound(val) | 返回一个指向当前 set 容器中第一个大于 val 的元素的迭代器。如果 set 容器用 const 限定,则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。 |
equal_range(val) | 该方法返回一个 pair 对象(包含 2 个双向迭代器),其中 pair.first 和 lower_bound() 方法的返回值等价,pair.second 和 upper_bound() 方法的返回值等价。也就是说,该方法将返回一个范围,该范围中包含的值为 val 的元素(set 容器中各个元素是唯一的,因此该范围最多包含一个元素)。 |
empty() | 若容器为空,则返回 true;否则 false。 |
size() | 返回当前 set 容器中存有元素的个数。 |
max_size() | 返回 set 容器所能容纳元素的最大个数,不同的操作系统,其返回值亦不相同。 |
insert() | 向 set 容器中插入元素。 |
erase() | 删除 set 容器中存储的元素。 |
swap() | 交换 2 个 set 容器中存储的所有元素。这意味着,操作的 2 个 set 容器的类型必须相同。 |
clear() | 清空 set 容器中所有的元素,即令 set 容器的 size() 为 0。 |
emplace() | 在当前 set 容器中的指定位置直接构造新元素。其效果和 insert() 一样,但效率更高。 |
emplace_hint() | 在本质上和 emplace() 在 set 容器中构造新元素的方式是一样的,不同之处在于,使用者必须为该方法提供一个指示新元素生成位置的迭代器,并作为该方法的第一个参数。 |
count(val) | 在当前 set 容器中,查找值为 val 的元素的个数,并返回。注意,由于 set 容器中各元素的值是唯一的,因此该函数的返回值最大为 1。 |
insert方法
#include <iostream>
#include <set>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
//创建并初始化set容器
std::set<std::string> myset;
//准备接受 insert() 的返回值
pair<set<string>::iterator, bool> retpair;
//采用普通引用传值方式
string str = "http://c.biancheng.net/stl/";
retpair = myset.insert(str);
cout << "iter->" << *(retpair.first) << " " << "bool = " << retpair.second << endl;
//采用右值引用传值方式
retpair = myset.insert("http://c.biancheng.net/python/");
cout << "iter->" << *(retpair.first) << " " << "bool = " << retpair.second << endl;
return 0;
}
iter->http://c.biancheng.net/stl/ bool = 1
iter->http://c.biancheng.net/python/ bool = 1
#include <iostream>
#include <set>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
//创建并初始化set容器
std::set<std::string> myset;
//准备接受 insert() 的返回值
set<string>::iterator iter;
//采用普通引用传值方式
string str = "http://c.biancheng.net/stl/";
iter = myset.insert(myset.begin(),str);
cout << "myset size =" << myset.size() << endl;
//采用右值引用传值方式
iter = myset.insert(myset.end(),"http://c.biancheng.net/python/");
cout << "myset size =" << myset.size() << endl;
return 0;
}
myset size =1
myset size =2
删除元素erase
//删除 set 容器中值为 val 的元素
size_type erase (const value_type& val);
//删除 position 迭代器指向的元素
iterator erase (const_iterator position);
//删除 [first,last) 区间内的所有元素
iterator erase (const_iterator first, const_iterator last);
#include <iostream>
#include <set>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
//创建并初始化 set 容器
std::set<int>myset{1,2,3,4,5};
cout << "myset size = " << myset.size() << endl;
//1) 调用第一种格式的 erase() 方法
int num = myset.erase(2); //删除元素 2,myset={1,3,4,5}
cout << "1、myset size = " << myset.size() << endl;
cout << "num = " << num << endl;
//2) 调用第二种格式的 erase() 方法
set<int>::iterator iter = myset.erase(myset.begin()); //删除元素 1,myset={3,4,5}
cout << "2、myset size = " << myset.size() << endl;
cout << "iter->" << *iter << endl;
//3) 调用第三种格式的 erase() 方法
set<int>::iterator iter2 = myset.erase(myset.begin(), --myset.end());//删除元素 3,4,myset={5}
cout << "3、myset size = " << myset.size() << endl;
cout << "iter2->" << *iter2 << endl;
return 0;
}
myset size = 5
1、myset size = 4
num = 1
2、myset size = 3
iter->3
3、myset size = 1
iter2->5