关联数组怎么定义(C++学习笔记十关联容器)
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 。
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 。
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:
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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