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C++之set与map介绍

web 2025/8/20 17:21:58

一、set

1.1 set的基本概念

set是一种存储唯一元素的集合，具有有序性和自动排序的特性，底层是由红黑树实现，按键值排序。因为支持迭代器，在使用范围for按顺序输出元素时，默认得到的是按键值升序的序列。

1.2 set的使用

set的接口与stack等有相似之处：

std::set<std::string> names;// 插入元素（自动去重）
names.insert("Alice");
names.emplace("Bob");  // 更高效// 查找操作
auto it = names.find("Charlie");
if (it != names.end()) {std::cout << "Found: " << *it << std::endl;
}// 范围查询
auto lower = names.lower_bound("A"); // 第一个>=A
auto upper = names.upper_bound("C"); // 第一个>C

另外可以以及定义排序规则，在建立类模板的时候可以传入，类似于优先级队列：

struct CaseInsensitiveCompare {bool operator()(const std::string& a, const std::string& b) const {return std::lexicographical_compare(a.begin(), a.end(),b.begin(), b.end(),[](char c1, char c2) {return tolower(c1) < tolower(c2);});}
};std::set<std::string, CaseInsensitiveCompare> caseInsensitiveSet;

而迭代器的使用，没有与list等相同，不做过多介绍。

1.3 multiset

multiset和set的区别是，set不支持插入相同的值，而multiset可以插入相同的值，在使用erase删除某个具有重复值的键值时，会删除所有的重复值，并返回重复值的个数。

使用find时，则返回的是中序遍历遇到的第一个要求找到的值的迭代器，如果没有找到则返回的是迭代器end()。

1.4 需要注意的点

当使用键值进行inserts时，insert()返回的类型是pair<iterator, bool>，若插入成功这里的iterator指向的是插入值，若插入失败，这里的iterator指向的是与插入值相同的值的iterator。

1.5 pair

pair是一个结构体，有两个成员变量分别是： first和second.

在1.4中我们可以看到insert返回的类型是pair<iterator, bool>。那么，我们就可以通过访问first成员变量获得iterator，通过访问second获得bool。

总的来说，set有点类似于搜索二叉树，但是底层是红黑树，因此搜索效率相比搜索二叉树要更高，可以在插入数据时自动去重。若是有重复值的需求，可以使用multiset.

二、map

2.1基础概念

map与set相似，也是以红黑树作为底层，但是与set不同的是，map的插入是以pair为基础，也就是插入时，需要输入键值对：

map<string, int> m;
m.insert(make_pair("Alice", 18));
m.insert(pair<string, int>("Bob", 13));

map的排序也是默认以键值升序进行排序，而pair的第一个参数first就是键值，因此，在使用map时，插入已经存在的键值时，会插入失败，map会保留原来的键值对。

2.2 map的使用

map的插入就如上文所述，需要注意的是，insert的返回值，与set的返回值类型相同，这里不再赘述。另外，也可以自定义排序规则类似于set。

map的其他接口也都与set相似。

但是map相比set有一个独特的用法，map重载了operator[]，也就是说，可以使用[]直接访问map的元素：

根据这个相同的调用方式，我们可以看到，[]实际上是调用了一个insert，并将返回得到的iterator的second返回。简而言之，使用方括号，如果括住的是已经有的键值，则会返回键值对应的value，如果括住的是没有的键值，那么就会插入进去，并且默认构造相应的value值，要修改value如下：

由于返回是引用返回，可以直接在返回值上做修改，从而修改value值。

最典型的用法如下：

int main(void) {map<string, int> m;vector<string> vs = { "i","love","leetcode","i","love","coding" };for (auto& e : vs) {m[e]++;}for (auto& e : m) {cout << e.first << ":" << e.second << endl;}return 0;
}