STL中的Set和Map

先来看一段网络上的文字描述:

上图是一段关于STL中Set集合的描述,同样的,也近似适合Map的描述。上述文字中,描述了最为重要的特征:

Set和Map,底层调用了红黑树的结构,并且实现的是一种自动平衡二叉搜索树。

  • Set

平衡二叉搜索树(Set)

如上图,STL中Set实现的本质是),insert(5),则只会执行第一次的insert操作。后续的插入,并不会执行,因为Set结构的树中无重复元素。

另一个点在于,Set中被插入的键不能被修改,也就是通过迭代器修改键值是不被允许的。因为键值一旦被修改,就意味着树的结构遭到了破坏,而这在最坏的情况意味着:整棵二叉树遭到了破坏,甚至需要重构整棵二叉树。即使在红黑树中,并没有这样的操作。因为红黑树的最为显著的特征为:局部调整。即对于Set而言,其iterator属于const-iterator。

另外一个需要被注意的点在于:

我们使用迭代器来访问容器是一件很平常的事情,上述代码是一段使用极其平常的代码,其作用是遍历Set中所有的元素。注意循环的终止条件是:!=,而不是:<。我们通常习惯了小于的小法:

即:

但这样的写法是错误的。

上述讲述了set的插入和遍历的过程,下面补充一点关于查找的知识点:

     set<int>::iterator ite;
     ite = set1.find();
     if(ite != set1.end())
     {
         cout<<"5 found"<<endl;
     }
     ite = set1.find();
     if(ite == set1.end())
     {
         cout<<"1 not found"<<endl;
     }
     cout<<endl;

可以,如果想查找某一个元素在set中是否存在,使用容器的方法find来查找key,方法find返回的是迭代器,如果找到(即存在这个键),则迭代器不等于set.end(),否则的话,没找到,返回的迭代器等于set.end()。

  • Map

下面来看Map,Map的结构形成机理和Set几乎是一模一样的,而Map的结构如下:

"挂件"平衡二叉搜索树(Map)

Map的结构如上图:可见,Set相比,Map只是多了一个"挂件",也就是常说的Map是由:键—值对构成的。键充当了索引,值则记录了一些其他内容。而对于Set而言,只有键。或许我们用下面这个表来描述更为合适:

键—值对

索引序号

名字

1

张三

2

李四

3

王五

左边的索引号就是键,右边的名字就是值,所以说Map实际上是一种极为普遍简单的概念。这种关系就像字典一样。

而关于Map的其他性质,和Set是极其类似的。比如:没有相同的元素,当然对于Map而言,没有相同的元素是只没有两个元素键相同。执行两个insert,仍然会只有一对键值对存在树中,且第二次执行insert不会修改第一次的值,如下图:

上述代码执行的结果:key=1的节点的value="master",而非是value="docter";可见,执行两次insert,并不会修改同一个key所对应的value.但这并不意味着,Map中的值不能修改。在下面我们将认识到这一点。

在上述代码中,我们使用了类似于数组的索引方式,试图对key=1的节点进行修改,最终将key=1节点的value值修改为了"dcoter"。下面,我们来看看,通过迭代器的索引方式能否修改value,

上述中,我们使用了迭代器的索引方式,结果节点key=1的value值也被修改为了"docter"。由此可见,调用insert方法并不能修改key所对应的value值。另外,我们仍然要给出在Map中,如何的访问键和值的做法:

可见,在Map中访问key的方式为:iterator->first;访问value的方式为iterator->second。

同样的,"的"王五"修改为"赵六";但我们不能将索引号3修改为4,(我们只能将3删除,再添加4,这是可以的)。当然是用迭代器访问时,其也只能用!=,而不是<

我们再来看看,关于Map一个很有意思的事情:

上图中,想表明两个点:

第一:有一行代码为:score["zhao liu"] = 93.5;可见,对于map而言,我们可以使用类似数组的索引方式,但是数组的索引只能是无符号整型索引,但是对于Map而言,则要广泛的多。可以是任意定义了的key的类型。

第二:我们看一下上述代码的运行结果:

前述内容表明:当索引key为整型的时候,Map的输出结果为按key升序输出。很明显,对于key为string类型而言,同样按照ASCII码的升序输出。

关于map的查找和set是类似的,并无什么高明的手段:

     map<string,double>::iterator ite_x;
     ite_x = score.find("zhang san");
     if(ite_x != score.end())
     {
         cout<<"zhang san found"<<endl;
     }
     cout<<endl;

如上图,仍然是通过迭代器的find方法进行查找。需要注意的是:我们在进行查找的时候,查找的一定是键,而不是值,这在set和map中是保持一致的。

而关于map,还有一点关于左值运用和右值运用的知识,如下图:

     score["zhao liu"] = 93.5;
     double zhao_score = score["zhao liu"];
     cout <<"zhao's score:"<<zhao_score<<endl;
     zhao_score = ;
     cout <<"zhao's score:"<<score["zhao liu"]<<endl;
     cout<<endl;

第一行代码是个左值引用,第二行代码为右值引用,即使zhao_score为引用,但是改变zhao_score的值,并不会改变score["zhao liu"]的值。

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