关联容器

《C++ Primer》第五版 读书笔记

关联容器和顺序容器的不同：关联容器中的元素是按关键字来保存和访问的。顺序容器是按它们在容器中的位置来保存和访问的。

关联容器支持高效的关键字查找和访问。两个主要的关联容器：类型是map和set.

map中的元素是一些关键字-值（kay-value）对：关键字起到索引的作用，值则表示与索引相关联的数据。

set中每个元素值包含一个关键字；set支持高效的关键字查询操作——检查一个给定关键字是否在set中。

标准库提供8个关联容器

按关键字有序保存数据

map	关联数组；保存关键字-值对
Set	关键字即值，只保存关键字的容器
Multimap	关键字可重复出现的map
Multiset	关键字可重复出现的set

无序集合

Unordered_map	用哈希函数组织的map
Unordered_set	用哈希函数组织的set
Unoedered_multimap	哈希组织的map；关键字可重复出现
Unordered_multiset	哈希组织的set；关键字可重复出现

 

1 关联容器支持普通容器操作

(1)类型别名

iterator	const_iterator	size_type
difference­_type	value_type	reference
const_reference

（2）构造函数

C c	C c1(c2)
C c(b,e)	C c{a,b,c,…}

(3)赋值与swap

c1=c2	c1={a,b,c,…}
a.swap(b)	swap(a,b)

（4）大小

c.size()

c.max_size（）

c.empty()

（5）添加删除元素

c.insert(args)	c.emplace(inits)
c.erase(args)	c.clear()

（6）关系运算符

==,!=  所有容器都支持

<,<=,>,>=  无序关联容器不支持

（7）获取迭代器

c.begin()	c.end()
c.cbegin()	c.cend()

（8）反向容器的额外成员

reverse_iterator	const_reverse_iterator
c.rbegin()	c.rend()
c.crbegin()	c.crend()

 

关联容器中的元素是根据关键字存储的，不支持顺序容器的位置相关操作，也不支持构造函数或插入操作。关联容器的迭代器都是双向的。

map的元素是pair，pair类型的标准库，定义在头文件utility中。

pair的数据成员是public的，两个成员分别命名为first和second。

 

2 关联容器操作

关联容器额外的类型别名
key_type	关键字类型
mapped_type	关键字关联的类型，仅适用于map
value_type	对于set，与key_type相同 对于map,为pair<const key_type，mapped_type>

 

不能改变一个元素的关键字，因为pair的关键字部分是const的。因此通常不对关联容器使用泛型算法，关键字是const意味着不能讲关联容器传递给修改或重排容器的算法。关联容器可用于只读取元素的算法。使用关联容器定义的专用的find成员会比调用泛型find快得多。

泛型copy算法可以将元素从一个关联容器拷贝到另一个序列。

调用inserter将一个插入器绑定到一个关联容器。

关联容器insert操作

c.insert（v）	c.emplace(args)	c.insert(b,e)
c.insert(i1)	c.insert(p,v)	c.emplace(p,args)

 

insert或emplace返回的值类型依赖于容器类型和参数。

从关联容器删除元素，使用erase

map的下标操作

map和unordered_map容器提供了下标运算符和一个对应的at函数.set不支持下标操作。

c[k]	返回关键字k的元素；若k不在c中，添加一个关键字为k的元素，对其值进行初始化
c.at(k)	访问关键字为k的元素，带参数检查；若k不在c中，抛出out_of_range异常

 

map与vector和string不同，map的下标运算返回的类型与解引用map迭代器得到的类型不同。

在一个关联容器中查找元素的操作

lower_bound和upper_bound不适用于无序容器

c.find(k)	返回一个迭代器，指向第一个关键字为k的元素，若k不在容器中，则返回尾后迭代器
c.count(k)	返回关键字等于k的元素的数量。对于不允许重复关键字的容器，返回值永远是0或1
c.lower_bound(k)	返回迭代器，指向第一个关键字不小于k的元素
c.upper_bound(k)	返回迭代器，指向第一个关键字大于k的元素
c.equal_range(k)	返回一个迭代器pair，表示关键字等于k的元素的范围。若k不存在，pair的两个成员均等于c.end()

 

3 无序容器

新标准定义了4个无序关联容器。无序容器不是使用比较运算符来组织元素，而是使用哈希函数和关键字类型的==运算符。

如果关键字类型固有就是无序的，或者性能测试发现问题可以用哈希技术解决，就可以使用无序容器。

无序容器在存储上组织为一组桶，每个桶保存零个或多个元素。无序容器使用一个哈希函数将元素映射到桶。

无序容器的性能依赖于哈希函数的质量和桶的数量和大小。