?你好，我是 RO-BERRY ? 致力于C、C++、数据结构、TCP/IP、数据库等等一系列知识 ?感谢你的陪伴与支持 ，故事既有了开头，就要画上一个完美的句号，让我们一起加油 
目录
1. 关联式容器2. 键值对3. 树形结构的关联式容器4. set的介绍5. set的使用5.1 set的模板参数列表5.2 set的构造5.3 set的迭代器5.4 set的容量5.5 set修改操作5.6 set的使用举例构造及其遍历find and erasecountlower_boundupper_boundequal_range 6. map的介绍7.map的使用7.1 map的模板参数说明7.2 map的构造7.3 map的迭代器7.4 map的容量与元素访问7.5 map中元素的修改7.5 pair函数 8. multiset的介绍9.multiset的使用
1. 关联式容器
在初阶阶段，我们已经接触过STL中的部分容器，比如：vector、list、deque、forward_list(C++11)等，这些容器统称为序列式容器，因为其底层为线性序列的数据结构，里面存储的是元素本身。那什么是关联式容器？它与序列式容器有什么区别？
关联式容器也是用来存储数据的，与序列式容器不同的是，其里面存储的是<key, value>结构的键值对，在数据检索时比序列式容器效率更高。
2. 键值对
用来表示具有一一对应关系的一种结构，该结构中一般只包含两个成员变量key和value，key代表键值，value表示与key对应的信息。比如：现在要建立一个英汉互译的字典，那该字典中必然有英文单词与其对应的中文含义，而且，英文单词与其中文含义是一一对应的关系，即通过该应该单词，在词典中就可以找到与其对应的中文含义。
SGI-STL中关于键值对的定义：
template <class T1, class T2>struct pair{typedef T1 first_type;typedef T2 second_type;T1 first;T2 second;pair(): first(T1()), second(T2()){}pair(const T1& a, const T2& b): first(a), second(b){}};3. 树形结构的关联式容器
根据应用场景的不桶，STL总共实现了两种不同结构的管理式容器：树型结构与哈希结构。树型结构的关联式容器主要有四种：map、set、multimap、multiset。这四种容器的共同点是：使用平衡搜索树(即红黑树)作为其底层结果，容器中的元素是一个有序的序列。下面一依次介绍每一个容器。
4. set的介绍
set是按照一定次序存储元素的容器在set中，元素的value也标识它(value就是key，类型为T)，并且每个value必须是唯一的。set中的元素不能在容器中修改(元素总是const)，但是可以从容器中插入或删除它们。在内部，set中的元素总是按照其内部比较对象(类型比较)所指示的特定严格弱排序准则进行排序。set容器通过key访问单个元素的速度通常比unordered_set容器慢，但它们允许根据顺序对子集进行直接迭代。set在底层是用二叉搜索树(红黑树)实现的。注意：
与map/multimap不同，map/multimap中存储的是真正的键值对<key, value>，set中只放value，但在底层实际存放的是由<value, value>构成的键值对。set中插入元素时，只需要插入value即可，不需要构造键值对。set中的元素不可以重复(因此可以使用set进行去重)。使用set的迭代器遍历set中的元素，可以得到有序序列set中的元素默认按照小于来比较set中查找某个元素，时间复杂度为： l o g 2 n log_2 n log2nset中的元素不允许修改(为什么?)set中的底层使用二叉搜索树(红黑树)来实现5. set的使用
5.1 set的模板参数列表
T:set中存放元素的类型，实际在底层存储<value, value>的键值对。Compare：set中元素默认按照小于来比较Alloc：set中元素空间的管理方式，使用STL提供的空间配置器管理
5.2 set的构造
| 函数声明 | 功能介绍 |
|---|---|
| set (const Compare& comp = Compare(), const Allocator& = Allocator() ); | 构造空的set |
| set (InputIterator first, InputIterator last, const Compare& comp = Compare(), const Allocator& = Allocator() ); | 用[first, last)区间中的元素构造set |
| set ( const set<Key,Compare,Allocator>& x); | set的拷贝构造 |
5.3 set的迭代器
| 函数声明 | 功能介绍 |
|---|---|
| iterator begin() | 返回set中起始位置元素的迭代器 |
| iterator end() | 返回set中最后一个元素后面的迭代器 |
| const_iterator cbegin() const | 返回set中起始位置元素的const迭代器 |
| const_iterator cend() const | 返回set中最后一个元素后面的const迭代器 |
| reverse_iterator rbegin() | 返回set第一个元素的反向迭代器，即end |
| reverse_iterator rend() | 返回set最后一个元素下一个位置的反向迭代器，即rbegin |
| const_reverse_iterator crbegin() const | 返回set第一个元素的反向const迭代器，即cend |
| const_reverse_iterator crend() const | 返回set最后一个元素下一个位置的反向const迭代器，即crbegin |
5.4 set的容量
| 函数声明 | 功能介绍 |
|---|---|
| bool empty ( ) const | 检测set是否为空，空返回true，否则返回true |
| size_type size() const | 返回set中有效元素的个数 |
5.5 set修改操作
| 函数声明 | 功能介绍 |
|---|---|
| pair<iterator,bool> insert ( const value_type& x ) | 在set中插入元素x，实际插入的是<x, x>构成的键值对，如果插入成功，返回<该元素在set中的位置，true>,如果插入失败，说明x在set中已经存在，返回<x在set中的位置，false> |
| void erase ( iterator position ) | 删除set中position位置上的元素 |
| size_type erase ( const key_type& x ) | 删除set中值为x的元素，返回删除的元素的个数 |
| void erase ( iterator first, iterator last ) | 删除set中[first, last)区间中的元素 |
| void swap ( set<Key,Compare,Allocator>& st ); | 交换set中的元素 |
| void clear ( ) | 将set中的元素清空 |
| iterator find ( const key_type& x ) const | 返回set中值为x的元素的位置 |
| size_type count ( const key_type& x ) const | 返回set中值为x的元素的个数 |
5.6 set的使用举例
构造及其遍历
#include<iostream>using namespace std;#include<set>void test_set1(){set<int> s;s.insert(5);s.insert(1);s.insert(2);s.insert(3);s.insert(4);s.insert(4);s.insert(6);s.insert(6);set<int>::iterator it = s.begin();while (it != s.end()){cout << *it << " ";++it;}cout << endl;// 正向打印set中的元素，从打印结果中可以看出：set可去重for (auto& e : s){cout << e << " ";}cout << endl;}int main(){test_set1();return 0;}输出结果：
我们会发现一个奇怪的结果，我们的迭代器输出的结果是有序的，这是为什么？
这是因为我们的迭代器去遍历这个搜索二叉树走的是中序，顺便帮我们实现排序，而且可以去重，这种方式的好处就是便于我们进行插入删除
find and erase
注意：find返回的是一个迭代器
#include<iostream>using namespace std;#include<set>void test_set1(){set<int> s;s.insert(5);s.insert(1);s.insert(2);s.insert(3);s.insert(4);s.insert(4);s.insert(6);s.insert(6);set<int>::iterator it = s.begin();while (it != s.end()){cout << *it << " ";++it;}cout << endl;// 正向打印set中的元素，从打印结果中可以看出：set可去重for (auto& e : s){cout << e << " ";}cout << endl;auto i = s.find(4);s.erase(i);s.erase(1); //也可以直接传值for (auto& e : s){cout << e << " ";}cout << endl;}int main(){test_set1();return 0;}
erase找到这个值就删除，没有这个值就不会进行任何操作
count
返回这个值存在几个
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1#include<iostream>using namespace std;#include<set>void test_set1(){set<int> s;s.insert(5);s.insert(1);s.insert(2);s.insert(3);s.insert(4);s.insert(4);s.insert(6);s.insert(6);set<int>::iterator it = s.begin();while (it != s.end()){cout << *it << " ";++it;}cout << endl;// 正向打印set中的元素，从打印结果中可以看出：set可去重for (auto& e : s){cout << e << " ";}cout << endl;auto i = s.find(4);s.erase(i);s.erase(1); //也可以直接传值for (auto& e : s){cout << e << " ";}cout << endl;cout << s.count(3) << endl;}int main(){test_set1();return 0;}
lower_bound
lower_bound Return iterator to lower bound (public member function)
lower_bound是set容器提供的一个成员函数，用于查找第一个大于或等于给定值的元素的迭代器。
具体来说，lower_bound函数接受一个参数，表示要查找的值，然后返回一个指向set容器中第一个大于或等于该值的元素的迭代器。如果不存在这样的元素，则返回指向set容器中的end()迭代器。
下面是lower_bound函数的用法示例：
#include <iostream>using namespace std;#include <set>int main() { set<int> mySet = {10, 20, 30, 40, 50}; auto it = mySet.lower_bound(25); if (it != mySet.end()) { cout << "lower_bound(25) = " << *it << endl; } else { cout << "No element greater than or equal to 25 found." << endl; } return 0;}
upper_bound
upper_bound Return iterator to upper bound (public member function)
upper_bound函数是set容器的一个成员函数，用于查找大于给定值的第一个元素的迭代器。具体来说，upper_bound函数返回一个指向set容器中第一个大于给定值的元素的迭代器，如果不存在这样的元素，则返回set容器的end迭代器。
下面是upper_bound函数的使用示例：
#include <iostream>using namespace std;#include <set>int main() { set<int> mySet = {10, 20, 30, 40, 50}; auto it = mySet.upper_bound(25); if (it != mySet.end()) { cout << "The first element greater than 25 is: " << *it << std::endl; } else { cout << "No element greater than 25 found." << endl; } return 0;}
equal_range
equal_range Get range of equal elements (public member function)
equal_range是set容器提供的一个成员函数，用于查找指定值的范围。
equal_range函数接受一个参数，即要查找的值，它返回一个pair对象，包含两个迭代器。第一个迭代器指向第一个等于给定值的元素，第二个迭代器指向第一个大于给定值的元素。如果没有找到等于给定值的元素，那么两个迭代器都指向第一个大于给定值的元素。
下面是equal_range函数的用法示例：
#include <iostream>using namespace std;#include <set>int main() { set<int> mySet = {1, 2, 3, 4, 5}; auto range = mySet.equal_range(3); cout << "Range of elements equal to 3: "; for (auto it = range.first; it != range.second; ++it) { cout << *it << " "; } cout << endl; return 0;}
6. map的介绍
map是关联容器，它按照特定的次序(按照key来比较)存储由键值key和值value组合而成的元素。在map中，键值key通常用于排序和惟一地标识元素，而值value中存储与此键值key关联的内容。键值key和值value的类型可能不同，并且在map的内部，key与value通过成员类型value_type绑定在一起，为其取别名称为pair:typedef pair<const key, T> value_type;
在内部，map中的元素总是按照键值key进行比较排序的。map中通过键值访问单个元素的速度通常比unordered_map容器慢，但map允许根据顺序对元素进行直接迭代(即对map中的元素进行迭代时，可以得到一个有序的序列)。map支持下标访问符，即在[]中放入key，就可以找到与key对应的value。map通常被实现为二叉搜索树(更准确的说：平衡二叉搜索树(红黑树))。7.map的使用
7.1 map的模板参数说明
key: 键值对中key的类型T： 键值对中value的类型Compare: 比较器的类型，map中的元素是按照key来比较的，缺省情况下按照小于来比较，一般情况下(内置类型元素)该参数不需要传递，如果无法比较时(自定义类型)，需要用户自己显式传递比较规则(一般情况下按照函数指针或者仿函数来传递)Alloc：通过空间配置器来申请底层空间，不需要用户传递，除非用户不想使用标准库提供的空间配置器
注意：在使用map时，需要包含头文件。
7.2 map的构造
| 函数声明 | 功能介绍 |
|---|---|
| map() | 构造一个空的map |
7.3 map的迭代器
| 函数声明 | 功能介绍 |
|---|---|
| begin()和end() | begin:首元素的位置，end最后一个元素的下一个位置 |
| cbegin()和cend() | 与begin和end意义相同，但cbegin和cend所指向的元素不能修改 |
| rbegin()和rend() | 反向迭代器，rbegin在end位置，rend在begin位置，其++和–操作与begin和end操作移动相反 |
| crbegin()和crend() | 与rbegin和rend位置相同，操作相同，但crbegin和crend所指向的元素不能修改 |
7.4 map的容量与元素访问
| 函数声明 | 功能简介 |
|---|---|
| bool empty ( ) const | 检测map中的元素是否为空，是返回true，否则返回false |
| size_type size() const | 返回map中有效元素的个数 |
| mapped_type& operator[] (const key_type& k) | 返回去key对应的value |
问题：当key不在map中时，通过operator获取对应value时会发生什么问题？
注意：在元素访问时，有一个与operator[]类似的操作at()(该函数不常用)函数，都是通过key找到与key对应的value然后返回其引用，不同的是：当key不存在时，operator[]用默认value与key构造键值对然后插入，返回该默认value，at()函数直接抛异常。
7.5 map中元素的修改
| 函数声明 | 功能简介 |
|---|---|
| pair<iterator,bool> insert ( const value_type& x ) | 在map中插入键值对x，注意x是一个键值对，返回值也是键值对：iterator代表新插入元素的位置，bool代表释放插入成功 |
| void erase ( iterator position ) | 删除position位置上的元素 |
| size_type erase ( const key_type& x ) | 删除键值为x的元素 |
| void erase ( iterator first, iterator last ) | 删除[first, last)区间中的元素 |
| void swap ( map<Key,T,Compare,Allocator>& mp ) | 交换两个map中的元素 |
| void clear ( ) | 将map中的元素清空 |
| iterator find ( const key_type& x ) | 在map中插入key为x的元素，找到返回该元素的位置的迭代器，否则返回end |
| const_iterator find ( const key_type& x ) const | 在map中插入key为x的元素，找到返回该元素的位置的const迭代器，否则返回cend |
| size_type count ( const key_type& x ) const | 返回key为x的键值在map中的个数，注意map中key是唯一的，因此该函数的返回值要么为0，要么为1，因此也可以用该函数来检测一个key是否在map中 |
7.5 pair函数
pair是C++标准库中的一个模板类，用于存储两个不同类型的值。它可以将两个值组合成一个单元，形成一个键值对的结构。pair类定义在<utility>头文件中。
pair类的定义如下：
template <class T1, class T2>struct pair {typedef T1 first_type;typedef T2 second_type;T1 first;T2 second;pair();pair(const T1& x, const T2& y);template<class U, class V> pair(const pair<U, V>& p);};pair类有两个成员变量：first和second，分别表示键和值。可以通过pair对象的first和second成员来访问这两个值。
pair类还提供了一些构造函数和操作符重载，方便对pair对象进行初始化和操作。例如，可以使用make_pair函数来创建一个pair对象，使用==和!=操作符来比较两个pair对象是否相等。
使用实例：
void TestMap(){map<string, string> m;// 向map中插入元素的方式：// 将键值对<"peach","桃子">插入map中，用pair直接来构造键值对m.insert(pair<string, string>("peach", "桃子"));//C++11支持这样隐式调用m.insert({"peach", "桃子"});// 将键值对<"peach","桃子">插入map中，用make_pair函数来构造键值对，C++98习惯这样使用m.insert(make_pair("banan", "香蕉"));// 借用operator[]向map中插入元素/*operator[]的原理是： 用<key, T()>构造一个键值对，然后调用insert()函数将该键值对插入到map中 如果key已经存在，插入失败，insert函数返回该key所在位置的迭代器 如果key不存在，插入成功，insert函数返回新插入元素所在位置的迭代器 operator[]函数最后将insert返回值键值对中的value返回*/// 将<"apple", "">插入map中，插入成功，返回value的引用，将“苹果”赋值给该引用结果，m["apple"] = "苹果";// key不存在时抛异常 //m.at("waterme") = "水蜜桃";cout << m.size() << endl;// 用迭代器去遍历map中的元素，可以得到一个按照key排序的序列for (auto& e : m)cout << e.first << "--->" << e.second << endl;cout << endl;// map中的键值对key一定是唯一的，如果key存在将插入失败auto ret = m.insert(make_pair("peach", "桃色"));if (ret.second)cout << "<peach, 桃色>不在map中, 已经插入" << endl;elsecout << "键值为peach的元素已经存在：" << ret.first->first << "--->"<< ret.first->second << " 插入失败" << endl;// 删除key为"apple"的元素m.erase("apple");if (1 == m.count("apple"))cout << "apple还在" << endl;elsecout << "apple被吃了" << endl;}【总结】
map中的的元素是键值对map中的key是唯一的，并且不能修改默认按照小于的方式对key进行比较map中的元素如果用迭代器去遍历，可以得到一个有序的序列map的底层为平衡搜索树(红黑树)，查找效率比较高 O ( l o g 2 N ) O(log_2 N) O(log2N)支持[]操作符，operator[]中实际进行插入查找。8. multiset的介绍
multiset是按照特定顺序存储元素的容器，其中元素是可以重复的。在multiset中，元素的value也会识别它(因为multiset中本身存储的就是<value, value>组成的键值对，因此value本身就是key，key就是value，类型为T). multiset元素的值不能在容器中进行修改(因为元素总是const的)，但可以从容器中插入或删除。在内部，multiset中的元素总是按照其内部比较规则(类型比较)所指示的特定严格弱排序准则进行排序。multiset容器通过key访问单个元素的速度通常比unordered_multiset容器慢，但当使用迭代器遍历时会得到一个有序序列。multiset底层结构为二叉搜索树(红黑树)。注意：
multiset中在底层中存储的是<value, value>的键值对mtltiset的插入接口中只需要插入即可与set的区别是，multiset中的元素可以重复，set是中value是唯一的使用迭代器对multiset中的元素进行遍历，可以得到有序的序列multiset中的元素不能修改在multiset中找某个元素，时间复杂度为 O ( l o g 2 N ) O(log_2 N) O(log2N)multiset的作用：可以对元素进行排序9.multiset的使用
此处只简单演示set与multiset的不同，其他接口接口与set相同，同学们可参考set。
#include <set>void TestSet(){ int array[] = { 2, 1, 3, 9, 6, 0, 5, 8, 4, 7 }; // 注意：multiset在底层实际存储的是<int, int>的键值对multiset<int> s(array, array + sizeof(array)/sizeof(array[0]));for (auto& e : s)cout << e << " ";cout << endl;return 0;}
typedef pair<const Key, T> value_type;
在内部，multimap中的元素总是通过其内部比较对象，按照指定的特定严格弱排序标准对key进行排序的。multimap通过key访问单个元素的速度通常比unordered_multimap容器慢，但是使用迭代器直接遍历multimap中的元素可以得到关于key有序的序列。multimap在底层用二叉搜索树(红黑树)来实现。注意：multimap和map的唯一不同就是：map中的key是唯一的，而multimap中key是可以重复的。
multimap中的接口可以参考map，功能都是类似的。
注意：