《C++进阶之STL》【set/map 使用介绍】

【set/map 使用介绍】目录

• 前言：
• ------------容器------------
  • 序列容器和关联容器
• ------------set------------
• 一、介绍
  • 1. set容器的常见构造
  • 2. 容量的操作
    • std::set::size
    • std::set::empty
  • 3. 修改的操作
    • std::set::clear
    • std::set::swap
    • std::set::insert
    • std::set::erase
  • 3. 比较的操作
    • std::set::key_comp
    • std::set::value_comp
  • 4. 其他的操作
    • std::set::find
    • std::set::count
    • std::set::lower_bound
    • std::set::upper_bound
    • std::set::equal_range
• 二、使用
• ------------multiset------------
• 一、介绍
• 二、区别
• ------------pair------------
• 一、介绍
• 二、特性
• 三、使用
• ------------map------------
• 一、介绍
  • 1. map容器的常见构造
  • 2. 容量的操作
    • std::map::size
    • std::map::empty
  • 3. 访问的操作
    • std::map::operator[]
  • 4. 修改的操作
    • std::map::clear
    • std::map::swap
    • std::map::insert
    • std::map::erase
  • 5. 其他的操作
    • std::map::find
    • std::map::count
    • std::map::lower_bound
    • std::map::upper_bound
    • std::map::equal_range
  • 二、总结：
  • 三、使用
• ------------multimap------------
• 一、介绍
• 二、区别
• ------------OJ练习------------
• 一、set
• [349. 两个数组的交集](https://leetcode.cn/problems/intersection-of-two-arrays/)
  • 题目介绍
  • 方法一：
• [142. 环形链表 II](https://leetcode.cn/problems/linked-list-cycle-ii/)
  • 题目介绍
  • 方法一：
• 二、map
• [138. 随机链表的复制](https://leetcode.cn/problems/copy-list-with-random-pointer/)
  • 题目介绍
  • 方法一：
• [692. 前K个高频单词](https://leetcode.cn/problems/top-k-frequent-words/)
  • 题目介绍
  • 方法一：基于 stable_sort 排序
  • 方法二：基于 sort 排序
  • 方法三：基于 priority_queue 大顶堆

往期《C++初阶》回顾：

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往期《C++进阶》回顾：
/------------ 继承多态 ------------/
【普通类/模板类的继承 + 父类&子类的转换 + 继承的作用域 + 子类的默认成员函数】
【final + 继承与友元 + 继承与静态成员 + 继承模型 + 继承和组合】
【多态：概念 + 实现 + 拓展 + 原理】
/------------ STL ------------/
【二叉搜索树】
【AVL树】
【红黑树】

前言：

hi~ 小伙伴们大家好呀！(ﾉ･ω･)ﾉﾞ今天是白露啦！鼠鼠跟大家打包票，不管你在南方还是北方，天气都不会再热了哟，秋意要渐浓了。
还有就是鼠鼠要感谢小伙伴们的支持，就是之前鼠鼠想要获得一个小勋章，写了一篇题为：我的创作纪念日 ——《惊变 365 天》的博客
结果最终也没发给鼠鼠，鼠鼠埋怨为什么获得小勋章的7日有效不包括第7天 (￣▽￣")ゞ，最后鼠鼠震惊了，这篇博客竟然有了12000多的热度(ﾟДﾟ≡ﾟДﾟ)
鼠鼠写了这么久还是第一次获得这么高的热度，估计之后很长一段时间都不会再有了～(´•ω•`๑)

鼠鼠最喜欢秋天了，秋高气爽的天气是不是特别适合学习。那今天我们要学习的是 【set/map 使用介绍】 。٩(ˊᗜˋ*)و
这一节的内容相比前几节难度要低一些，其实真正的教学顺序是：学完 【二叉搜索树】 之后就可以开始学这节了。
但鼠鼠觉得呀：二叉搜索树、AVL 树、红黑树，它们三个就像是 “爸爸和两个儿子” 的关系 —— 二叉搜索树是爸爸，AVL 树是哥哥，红黑树是弟弟，它们共同组成了幸福的一家人。～ ♡(ŐωŐ人)
所以鼠鼠实在不想把它们分开来讲，一家人就应该在一起才对嘛！

------------容器------------

序列容器和关联容器

前面我们已经接触过 STL 中的部分容器，如：vector、list、deque等，这些容器统称为 序列式容器

序列容器的核心特征是：线性逻辑结构：元素按存储位置顺序排列，相邻元素在物理存储上可能连续（如：vector）或离散（如：list），但元素间仅通过线性顺序关联元素独立性：任意交换两个元素的位置，容器仍保持合法结构，仅改变元素的排列顺序位置驱动访问：通过位置索引（如：vector[i]）或迭代器顺序访问，不依赖元素值的大小或关系

关联容器的核心特征是：非线性逻辑结构：通常基于树（如：红黑树）或哈希表实现，元素间通过键值的有序性或哈希映射建立关联例如：二叉搜索树中左子树元素键值始终小于根节点，右子树元素键值始终大于根节点，形成紧密的逻辑关联结构敏感性：交换元素会破坏容器的内部逻辑结构（如：树的有序性或哈希表的映射关系），导致后续操作（如：查找、插入）失效关键字驱动访问：元素按关键字（Key）存储和检索，而非位置例如：map容器通过键值对(key, value)存储数据，查找时直接通过key定位，时间复杂度为 O ( l o g n ) O(logn) O(logn)（红黑树实现）或平均 O ( 1 ) O(1) O(1)（哈希表实现）

两类容器的核心差异总结：

------------set------------

一、介绍

cplusplus网站上关于C++的 set容器的介绍：set - C++ Reference

template<classT,// set::key_type/value_typeclassCompare= less<T>,// set::key_compare/value_compareclassAlloc= allocator<T>// set::allocator_type>classset;

关于 C++ STL 中 set 容器的模板参数说明：元素类型（T）：
set 底层存储的关键字类型，需保证该类型支持比较操作（默认需支持 < 运算符）比较器（Compare，默认 less<T>）：用于定义元素间的排序规则。内存分配器（Allocator，默认 allocator<T>）：负责管理 set 的内存分配与释放。

如需优化内存使用（如：高频插入/删除场景），可自定义分配器（如：内存池）

set<T, less<T>, MyAllocator<T>> mySet;// 使用自定义分配器

若T不支持默认比较（如：自定义类），或需自定义排序逻辑，可通过仿函数重载比较规则

structMyComparator{booloperator()(const T& a,const T& b)const{return a.custom_key < b.custom_key;// 自定义比较逻辑}}; set<T, MyComparator> mySet;// 使用自定义比较器

C++ 标准模板库（STL）中的 set容器 相关知识，主要可以分为以下一个部分：成员函数：提供了 set 容器 的 各类操作接口，涵盖元素插入、删除、查找、迭代、容量管理等功能。

1. set容器的常见构造

// constructing sets#include<iostream>#include<set>//1.定义一个普通函数作为比较函数，用于比较两个整数的大小boolfncomp(int lhs,int rhs){return lhs < rhs;}//2.定义一个函数对象（仿函数）类，用于比较两个整数的大小structclasscomp{booloperator()(constint& lhs,constint& rhs)const{return lhs < rhs;}};intmain(){/*------------------使用不同的构造函数创建set容器------------------*///1.使用“默认构造函数”创建一个空的set，元素类型为int std::set<int> s1;//2.使用“迭代器范围构造函数”创建包含5个元素的set，初始化元素来自数组myintsint myints[]={10,20,30,40,50}; std::set<int>s2(myints, myints +5);//3.使用“拷贝构造函数”创建set容器third，third是second的一个副本 std::set<int>s3(s2);//4.使用“迭代器构造函数”创建set，通过迭代器范围[second.begin(), second.end())初始化 std::set<int>s4(s2.begin(), s2.end());//注意：这实际上和拷贝构造效果相同/*------------------使用不同的方式作为set容器的比较器------------------*///5.使用“自定义的函数对象”作为比较器 std::set<int, classcomp> s5;//注意：classcomp是一个定义了函数调用运算符的结构体 //6.使用“函数指针”作为比较器//6.1：首先定义一个函数指针指向fncomp函数bool(*fn_pt)(int,int)= fncomp;//6.2：然后在模板参数中指定比较器类型，并在构造函数中传入函数指针 std::set<int,bool(*)(int,int)>s6(fn_pt);return0;}

2. 容量的操作

std::set::size

// set::size#include<iostream>#include<set>intmain(){ std::set<int> myints; std::cout <<"初始状态下的set大小的size为: "<< myints.size()<<'\n';for(int i =0; i <10;++i) myints.insert(i); std::cout <<"插入10个元素后set大小的size为: "<< myints.size()<<'\n'; myints.insert(100); std::cout <<"插入元素100后set大小的size为: "<< myints.size()<<'\n'; myints.erase(5); std::cout <<"删除5个元素后set大小的size为: "<< myints.size()<<'\n';return0;}

std::set::empty

// set::empty#include<iostream>#include<set>intmain(){ std::set<int> myset; myset.insert(20); myset.insert(30); myset.insert(10); std::cout <<"myset容器中的内容为:";while(!myset.empty()){ std::cout <<' '<<*myset.begin(); myset.erase(myset.begin());} std::cout <<'\n';return0;}

3. 修改的操作

std::set::clear

// set::clear#include<iostream>#include<set>intmain(){ std::set<int> myset; myset.insert(100); myset.insert(200); myset.insert(300); std::cout <<"初始状态下myset容器中的内容为:";for(std::set<int>::iterator it = myset.begin(); it != myset.end();++it){ std::cout <<' '<<*it;} std::cout <<'\n'; myset.clear(); myset.insert(1101); myset.insert(2202); std::cout <<"进行清空和插入操作后myset容器中的内容为:";for(std::set<int>::iterator it = myset.begin(); it != myset.end();++it){ std::cout <<' '<<*it;} std::cout <<'\n';return0;}

std::set::swap

// swap sets#include<iostream>#include<set>intmain(){int myints[]={12,75,10,32,20,25}; std::set<int>first(myints, myints +3);// 10,12,75 std::set<int>second(myints +3, myints +6);// 20,25,32 first.swap(second); std::cout <<"交换后first容器中的内容为:";for(std::set<int>::iterator it = first.begin(); it != first.end();++it){ std::cout <<' '<<*it;} std::cout <<'\n'; std::cout <<"交换后second容器中的内容为:";for(std::set<int>::iterator it = second.begin(); it != second.end();++it){ std::cout <<' '<<*it;} std::cout <<'\n';return0;}

std::set::insert

// set::insert (C++98)#include<iostream>#include<set>intmain(){//1.创建一个存储int类型的set容器 std::set<int> myset;//2.定义一个迭代器，用于指向set中的元素 std::set<int>::iterator it;//3.定义一个pair对象，用于接收insert函数的返回值 std::pair<std::set<int>::iterator,bool> ret;/* 注意事项： * 1.第一个元素是迭代器，指向插入的元素或已存在的元素 * 2.第二个元素是bool值，表示插入是否成功 *//*--------------------插入形式一：单个元素的插入--------------------*/for(int i =1; i <=5;++i){ myset.insert(i *10);}//1.尝试插入已存在的元素20（元素已存在） ret = myset.insert(20);/* 注意事项： * 1.返回的pair中bool值为false，表示插入失败 * 2.迭代器指向已存在的元素20 *///2.如果插入失败，将迭代器it指向已存在的元素20if(ret.second ==false) it = ret.first; std::cout <<"myset容器中的内容为:";for(it = myset.begin(); it != myset.end();++it){ std::cout <<' '<<*it;} std::cout <<'\n';/*--------------------插入形式二：带提示位置的插入--------------------*/ myset.insert(it,25);//注意：提示位置为it（指向元素20），实际插入位置由set的有序性决定  myset.insert(it,24);//元素24会被插入到20之后（按升序排列）  myset.insert(it,26);/* 注意事项： * 1.提示位置对插入位置没有帮助（26应在25之后） * 2.提示位置仅作为优化建议，不影响最终插入位置 */ std::cout <<"myset容器中的内容为:";for(it = myset.begin(); it != myset.end();++it){ std::cout <<' '<<*it;} std::cout <<'\n';/*--------------------插入形式三：范围插入--------------------*/int myints[]={5,10,15}; myset.insert(myints, myints +3);//注意：会插入5, 10, 15三个元素，但10已存在，不会重复插入 std::cout <<"myset容器中的内容为:";for(it = myset.begin(); it != myset.end();++it){ std::cout <<' '<<*it;} std::cout <<'\n';return0;}

std::set::erase

// erasing from set#include<iostream>#include<set>intmain(){//1.创建一个存储int类型的set容器 std::set<int> myset;//2.定义一个迭代器，用于指向set中的元素 std::set<int>::iterator it;//3.插入元素for(int i =1; i <10; i++){ myset.insert(i *10);}//4.让迭代器it指向myset容器的第二个元素20 it = myset.begin();++it;/*--------------------删除形式一：迭代器位置删除--------------------*/ myset.erase(it);/* 注意事项： * 1.删除it指向的元素(20) * 2.erase返回的迭代器指向被删除元素的下一个元素 *//*--------------------删除形式二：按值删除--------------------*/ myset.erase(40);/* 注意事项： * 1.删除键为40的元素 * 2.返回值表示删除的元素数量(set中为0或1) *//*--------------------删除形式三：迭代器范围删除--------------------*/ it = myset.find(60); myset.erase(it, myset.end());/* 注意事项： * 1.查找值为60的元素，将迭代器it指向该元素 * 2.删除从it(指向60)到set末尾的所有元素 * 3.返回值表示删除的元素数量(set中为0或1) */ std::cout <<"myset容器中的内容为:";for(it = myset.begin(); it != myset.end();++it){ std::cout <<' '<<*it;} std::cout <<'\n';return0;}

3. 比较的操作

std::set::key_comp

// set::key_comp#include<iostream>#include<set>intmain(){//1.创建一个存储int类型的set容器 std::set<int> myset;//2.获取set的键比较函数对象 std::set<int>::key_compare mycomp = myset.key_comp();//注意：key_compare默认是std::less<int>，用于定义元素的排序规则//3.插入元素for(int i =0; i <=5; i++){ myset.insert(i);//注意：set会自动根据比较函数对元素进行排序} std::cout <<"myset容器的内容为:";//4.获取set中的最后一个元素(最大值)int highest; highest =*myset.rbegin();//注意：rbegin()返回指向逆序第一个元素的迭代器(即正序的最后一个元素)//5.获取指向set第一个元素的迭代器 std::set<int>::iterator it = myset.begin();//6.使用比较函数遍历set中的元素，直到遇到最后一个元素do{ std::cout <<' '<<*it;}while(mycomp(*(++it), highest));//注意：mycomp(*(++it), highest) 等价于 ++it < highest std::cout <<'\n';return0;}

std::set::value_comp

// set::value_comp#include<iostream>#include<set>intmain(){//1. std::set<int> myset;//2. std::set<int>::value_compare mycomp = myset.value_comp();//3.for(int i =0; i <=5; i++){ myset.insert(i);} std::cout <<"myset容器中内容为:";//4.int highest =*myset.rbegin();//5. std::set<int>::iterator it = myset.begin();//6.do{ std::cout <<' '<<*it;}while(mycomp(*(++it), highest)); std::cout <<'\n';return0;}

4. 其他的操作

std::set::find

// set::find#include<iostream>#include<set>intmain(){//1. std::set<int> myset; std::set<int>::iterator it;//2.for(int i =1; i <=5; i++){ myset.insert(i *10);} it = myset.find(20); myset.erase(it); myset.erase(myset.find(40)); std::cout <<"myset容器中的内容为:";for(it = myset.begin(); it != myset.end();++it){ std::cout <<' '<<*it;} std::cout <<'\n';return0;}

std::set::count

// set::count#include<iostream>#include<set>intmain(){//1.创建 std::set<int> myset;//2.赋值for(int i =1; i <5;++i){ myset.insert(i *3);//set：3，6，9，12}//3.判断for(int i =0; i <10;++i){ std::cout << i;if(myset.count(i)!=0) std::cout <<"在myset容器中\n";else std::cout <<"不在myset容器中\n";}return0;}

std::set::lower_bound

// set::lower_bound/upper_bound#include<iostream>#include<set>intmain(){ std::set<int> myset; std::set<int>::iterator itlow, itup;for(int i =1; i <10; i++) myset.insert(i *10);// 10 20 30 40 50 60 70 80 90 itlow = myset.lower_bound(30);// ^ itup = myset.upper_bound(60);// ^ myset.erase(itlow, itup);// 10 20 70 80 90 std::cout <<"myset容器的内容为:";for(std::set<int>::iterator it = myset.begin(); it != myset.end();++it){ std::cout <<' '<<*it;} std::cout <<'\n';return0;}

std::set::upper_bound

std::set::equal_range

// set::equal_range#include<iostream>#include<set>intmain(){//1. 创建一个整数类型的set容器 std::set<int> myset;//2. 插入元素：for(int i =1; i <=5; i++) myset.insert(i *10);// myset: 10 20 30 40 50// 3. 使用equal_range查找值为30的元素范围 std::pair<std::set<int>::const_iterator, std::set<int>::const_iterator> ret; ret = myset.equal_range(30);/* 注意事项： * equal_range返回一个pair，包含两个迭代器： * 1.first：指向第一个不小于30的元素（即：30本身） * 2.second：指向第一个大于30的元素（即：40） */// 4. 输出结果 std::cout <<"lower_bound（ret.first）指向: "<<*ret.first <<'\n'; std::cout <<"upper_bound（ret.second）指向: "<<*ret.second <<'\n';return0;}

二、使用

代码示例1：插入 + 迭代器遍历 + 批量插入 + set容器存储字符串类型的变量

#include<iostream>#include<set>usingnamespace std;intmain(){//1. 基础特性：去重 + 排序（默认升序，底层用红黑树实现） set<int> s;/* 注意事项： * 语法：如果需要降序排序，可显式指定比较函数：set<int, greater<int>> s; * 原理：greater<int> 是 STL 提供的“大于”比较仿函数，让元素按降序排列 * *///2. 插入元素：重复元素会被自动过滤 s.insert(5);// 插入 5 → 集合：{5} s.insert(2);// 插入 2 → 集合：{2,5}（自动升序） s.insert(7);// 插入 7 → 集合：{2,5,7} s.insert(5);// 插入重复的 5 → 无变化，集合仍为 {2,5,7}//3. 迭代器遍历：set 的迭代器是“常量迭代器”，不允许修改元素（否则破坏有序性）auto it = s.begin();/* 注意事项： auto it = s.begin(); * 早期写法：set<int>::iterator it = s.begin(); * C++11 后推荐用 auto 自动推导类型，更简洁 */while(it != s.end()){// *it = 1; // 编译报错：“it”: 不能给常量赋值 /* 注意事项： *it = 1 * set 的元素是“逻辑常量”，不能通过迭代器修改 * 原因：如果允许修改，会破坏 set 内部的有序性（红黑树结构会混乱） */ cout <<*it <<" ";//正确用法：只读访问元素++it;} cout << endl;//4. 批量插入：用 initializer_list 插入多个元素（重复值会被过滤）// 插入 {2,8,3,9} → 实际生效的是 8、3、9（2 已存在）// 插入后集合：{2,3,5,7,8,9}（自动升序排序） s.insert({2,8,3,9});for(auto e : s){ cout << e <<" ";} cout << endl;//6. 字符串 set 的特性：按字典序（ASCII 码）排序 set<string> strset ={"sort","insert","add"};for(auto& e : strset){ cout << e <<" ";} cout << endl;// 解释：// - 字符串比较默认按字典序（本质是逐个字符的 ASCII 码比较）// - 示例中 "add"（a 开头）< "insert"（i 开头）< "sort"（s 开头）return0;}

代码示例2：迭代器的遍历 + 删除的“迭代器位置删除、按值删除” + 先查找再删除 + 两种查找算法的对比 + 使用count间接判断元素是否存储在

#include<iostream>#include<set>usingnamespace std;intmain(){//1. 初始化 set：自动去重 + 升序排序 set<int> s ={4,2,7,2,8,5,9};//注意：原数组 {4,2,7,2,8,5,9} → 去重后按升序排列为 {2,4,5,7,8,9}//2. 遍历输出初始 setfor(auto& e : s){ cout << e <<" ";} cout << endl;//3. 迭代器位置删除：删除最小值（set 升序排列，最小值是 begin() 指向的元素） s.erase(s.begin());// 删除第一个元素（即最小值 2）for(auto e : s){ cout << e <<" ";// 输出：4 5 7 8 9 } cout << endl;//4. 按值删除：直接按值删除：通过 erase(x) 删除，返回删除个数（0 或 1）int x; cin >> x;int num = s.erase(x);if(num ==0){ cout << x <<" 不存在！"<< endl;}else{ cout << x <<" 存在！"<< endl;}for(auto e : s){ cout << e <<" ";} cout << endl;//5. 先查找再删除：通过 find 定位元素，再 erase 迭代器 cin >> x;auto pos = s.find(x);if(pos != s.end()){ s.erase(pos);}else{ cout << x <<" 不存在！"<< endl;}for(auto e : s){ cout << e <<" ";} cout << endl;//6. 对比两种查找方式的效率差异// 6.1 算法库的 find：线性遍历（时间复杂度 O(N)）auto pos1 =find(s.begin(), s.end(), x);// 6.2 set 自身的 find：红黑树查找（时间复杂度 O(logN)）auto pos2 = s.find(x);//7. 利用 count 间接判断元素是否存在 cin >> x;if(s.count(x))// count 返回 0 或 1（set 元素唯一）{ cout << x <<" 在！"<< endl;}else{ cout << x <<" 不存在！"<< endl;}return0;}

代码案例3：插入 + 迭代器遍历 + lower_bound/upper_bound的使用 + erase的迭代器范围删除

#include<iostream>#include<set>usingnamespace std;intmain(){//1. 创建一个空的 set 容器 std::set<int> myset;//2. 插入元素for(int i =1; i <10; i++){ myset.insert(i *10);// 插入后 myset: {10,20,30,40,50,60,70,80,90}}//3. 遍历输出初始 set 的内容 cout <<"初始状态下的myset容器中的内容为："<< endl;for(auto& e : myset){ cout << e <<" ";// 输出：10 20 30 40 50 60 70 80 90 } cout << endl;//4. 利用 lower_bound 和 upper_bound 定位区间 ---> 找到包含 [30, 60] 的区间（注意是左闭右开）//4.1 lower_bound(30)：找到第一个 >= 30 的元素auto itlow = myset.lower_bound(30);//返回指向 30 的迭代器//4.2 upper_bound(60)：找到第一个 > 60 的元素auto itup = myset.upper_bound(60);//返回指向 70 的迭代器（因为 60 是最后一个 <=60 的元素）//5. 删除区间 [itlow, itup) 的元素 myset.erase(itlow, itup);///即删除 30,40,50,60（因为 itup 指向 70，不包含 70）//6. 遍历输出删除后的 set 内容 cout <<"进行迭代器范围删除之后myset容器中的内容为："<< endl;for(auto e : myset){ cout << e <<" ";// 输出：10 20 70 80 90 } cout << endl;return0;}

------------multiset------------

一、介绍

cplusplus网站上关于C++的 multiset容器的介绍：multiset - C++ Reference

C++ 标准模板库（STL）中的 multiset容器 的接口函数，主要可以分为以下一个部分：

二、区别

template<classT,// multiset::key_type/value_typeclassCompare= less<T>,// multiset::key_compare/value_compareclassAlloc= allocator<T>>// multiset::allocator_type>classmultiset;

可以发现，它与 set 容器的模板声明形式完全一致都通过 T（元素类型）、Compare（比较规则）、Alloc（内存分配器） 这三个模板参数定义容器。

但需要注意：set 和 multiset 虽模板声明形式相同，核心特性却有本质区别set 会自动去重，容器中元素唯一multiset允许元素重复，侧重按序存储重复数据

代码示例：multiset容器和set容器的区别

#include<iostream>#include<set>usingnamespace std;intmain(){//1. multiset 核心特性：自动排序，但允许重复元素// 对比 set：set 会自动去重，而 multiset 保留所有重复值 multiset<int> s ={4,2,7,2,4,8,4,5,4,9};//2. 遍历 multiset：输出排序后的所有元素（升序）// 排序规则：默认用 less<int>，即小→大排列// 插入的原始数据 {4,2,7,2,4,8,4,5,4,9} → 排序后：2,2,4,4,4,4,5,7,8,9 cout <<"初始状态的multiset容器中的内容为："<< endl;auto it = s.begin();while(it != s.end()){ cout <<*it <<" ";++it;} cout << endl;//3. find 特性：仅返回第一个匹配的元素迭代器// 对比 set：set 中元素唯一，find 直接定位唯一值；但 multiset 可能有多个重复值// 需求：输入一个值 x，找到第一个 x，然后遍历后续所有 x（因可能有重复） cout <<"请输入你想查找的节点的键"<< endl;int x; cin >> x;auto pos = s.find(x);// 找到第一个 x 的位置（若存在） cout <<"multiset容器中所有键为"<< x <<"的节点为："<< endl;while(pos != s.end()&&*pos == x){ cout <<*pos <<" ";// 输出所有连续的 x（如输入 4 则输出：4 4 4 4）++pos;} cout << endl;//4. count 特性：返回元素的实际重复次数// 对比 set：set 中 count 只能返回 0 或 1（元素唯一）；multiset 返回真实数量 cout <<"multiset容器中键为"<< x <<"的节点的数量为："<< endl; cout << s.count(x)<< endl;// 输出 x 的重复次数（如输入 4 则输出：4）//5. erase 特性：按值删除时，删除所有匹配的元素// 对比 set：set 中按值删除最多删 1 个；multiset 会删除全部重复值 cout <<"请输入你想删除的节点的键"<< endl; cin >> x; cout <<"删除所有键为"<< x <<"的节点之后multiset容器中的内容为："<< endl; s.erase(x);// 删除所有 x（如输入 4，则所有 4 都会被删除）for(auto it : s){ cout << it <<" ";// 输出删除后剩余元素（如删除 4 后：2 2 5 7 8 9）} cout << endl;return0;}

------------pair------------

一、介绍

cplusplus网站上关于C++的 pair类模板的介绍：pair - C++ Reference

pair：用于将两个不同类型（或相同类型）的数据组合成一个逻辑单元。它是C++ 标准库（<utility> 头文件）中的一个模板类其核心设计思想是 “存储一对相关联的值”，

语法形式如下：std::pair<Type1, Type2> pairName(value1, value2);

二、特性

1. 元素访问方式通过 first 和 second 成员变量直接访问：

2. 默认构造与赋值无参构造：std::pair<int, double> p;（first 和 second 为默认值，如：0 和 0.0）拷贝构造：std::pair p2 = p1;赋值操作：p2 = p1;

3. 比较操作支持按字典序比较（先比 first，若相等再比 second）：

三、使用

代码示例：map容器中的pair的使用

/*-------------任务1：定义map中value_type的类型别名-------------*///说明：在 map 中，键值对的类型是 pair<const Key, T>，这里用 typedef 简化名称typedef pair<const Key, T> value_type;/*-------------任务2：定义pair模板结构体-------------*///作用：将两个任意类型（T1、T2）的值组合成一个单元template<classT1,classT2>structpair{//1. 类型别名：为 T1 和 T2 定义更语义化的名称// first_type 表示第一个元素的类型typedef T1 first_type;// second_type 表示第二个元素的类型typedef T2 second_type;//2. 成员变量：存储两个元素// first 存储第一个值（类型 T1） T1 _first;// second 存储第二个值（类型 T2） T2 _second;//3. 默认构造函数：值初始化// 说明：// - T1() 和 T2() 是值初始化（如 int 初始化为 0，string 初始化为空）// - 作用：创建 pair 时，若未显式赋值，成员会被默认初始化pair():_first(T1()),_second(T2()){}//4. 带参构造函数：用传入的值初始化成员// 说明：// - a 和 b 是 const 引用，避免拷贝开销// - 直接用 a 和 b 初始化 first 和 secondpair(const T1& a,const T2& b):_first(a),_second(b){}//5. 模板拷贝构造函数：支持不同类型的 pair 拷贝// 说明：// - U 和 V 是任意类型，只要能转换为 T1 和 T2// - pr 是其他 pair<U, V> 的引用// - 作用：允许从其他类型的 pair 构造当前 pair（如从 pair<int, int> 构造 pair<long, double>）template<classU,classV>pair(const pair<U, V>& pr):_first(pr.first),_second(pr.second){}};/*-------------任务3：使用辅助函数：make_pair-------------*/// 说明：// - 自动推导模板参数 T1 和 T2，简化 pair 的创建// - 示例：auto p = make_pair(1, "hello"); 等价于 auto p = pair<int, string>(1, "hello")template<classT1,classT2>inline pair<T1, T2>make_pair(T1 x, T2 y){return(pair<T1, T2>(x, y));}

------------map------------

一、介绍

cplusplus网站上关于C++的 map容器的介绍：map - C++ Reference

template<classKey,// map::key_typeclassT,// map::mapped_typeclassCompare= less<Key>,// map::key_compareclassAlloc= allocator<pair<const Key, T>>// map::allocator_type>classmap;

关于 C++ STL 中 map 容器的模板参数说明：键类型（Key）：map 中用于索引和排序的关键字类型，它决定了 map 容器的查找依据。需保证该类型支持比较操作（默认需支持 < 运算符 ），map 会根据键的大小关系，自动维护键值对的有序性（默认按键升序排列 ）映射值类型（T）：map 中与键关联的具体数据类型，也就是常说的 “映射值” 类型。键（Key）用于查找，而 T 用于存储与键对应的实际业务数据，二者共同构成 pair<const Key, T> 类型的键值对，存于 map 容器中比较器（Compare，默认 less<Key>）：用于定义键之间的排序规则。内存分配器（Alloc，默认 allocator<pair<const Key, T>>）：负责管理 map 底层存储的键值对（pair<const Key, T> 类型）的内存分配与释放。

简单来说：map 通过这四个模板参数，灵活控制了键的类型、映射值的类型、键的排序规则以及内存管理方式，让开发者可根据实际需求定制 map 的行为，适配不同的业务场景 。

如需优化内存使用（如：高频插入、删除键值对的场景，或对内存分配有特殊定制需求 ），可自定义分配器（如：实现内存池等 ）

map<Key, T, less<Key>, MyAllocator<pair<const Key, T>>> myMap;// 使用自定义分配器

若 Key 不支持默认比较（如：自定义类作为键，未重载 < 运算符 ），或需自定义键的排序逻辑（如：按键降序、按键的某一成员排序等 ），可通过仿函数重载比较规则

structMyKeyComparator{booloperator()(const Key& a,const Key& b)const{return a.custom_member < b.custom_member;// 自定义键比较逻辑，假设Key有custom_member成员}}; map<Key, T, MyKeyComparator> myMap;// 使用自定义键比较器

C++ 标准模板库（STL） 中的 map容器 的接口函数，主要可以分为以下一个部分：

1. map容器的常见构造

// constructing maps#include<iostream>#include<map>/*-----------------函数比较器：比较两个字符的大小-----------------*/boolfncomp(char lhs,char rhs){return lhs < rhs;}/*-----------------函数对象比较器：重载()运算符实现字符比较-----------------*/structclasscomp{booloperator()(constchar& lhs,constchar& rhs)const{return lhs < rhs;}};intmain(){/*--------------------使用不同的构造函数创建map容器--------------------*///1. 默认构造函数：创建一个空的map std::map<char,int> m1;//键类型为char，值类型为int，使用默认的比较器std::less<char> m1['a']=10; m1['b']=30; m1['c']=50; m1['d']=70;/* 注意事项： * 1.插入元素：使用下标操作符[] * 2.如果键不存在，会自动创建并初始化为默认值，然后赋值 *///2. 范围构造函数：使用迭代器范围[first.begin(), first.end())初始化 std::map<char,int>m2(m1.begin(), m1.end());/* 注意事项： * 1.复制m1中的所有元素到m2 * 2.注意：map的迭代器遍历是按键的升序排列的 *///3. 拷贝构造函数：创建m2的副本 std::map<char,int>m3(m2);//m3和m2的内容完全相同，使用相同的比较器/*--------------------使用不同的比较器作为map容器的比较器--------------------*///4. 使用自定义类作为比较器 std::map<char,int, classcomp> m4;//注意：m4的类型是map<char, int, classcomp>，与前三个不同 //5. 使用函数指针作为比较器//5.1：定义一个函数指针并指向fncomp函数bool(*fn_pt)(char,char)= fncomp;//5.2：创建map时传入函数指针作为比较器 std::map<char,int,bool(*)(char,char)>m5(fn_pt);//注意：m5的比较器类型是bool(*)(char, char)，函数指针类型return0;}

2. 容量的操作

std::map::size

// map::size#include<iostream>#include<map>intmain(){//1. std::map<char,int> mymap;//2. mymap['a']=101; mymap['b']=202; mymap['c']=302;//3. std::cout <<"mymap的大小为:"<< mymap.size()<<'\n';return0;}

std::map::empty

// map::empty#include<iostream>#include<map>intmain(){//1. std::map<char,int> mymap;//2. mymap['a']=10; mymap['b']=20; mymap['c']=30;//3.while(!mymap.empty()){ std::cout << mymap.begin()->first <<" => "<< mymap.begin()->second <<'\n'; mymap.erase(mymap.begin());}return0;}

3. 访问的操作

map提供了两种修改值的方式：通过迭代器：无论是遍历过程中还是通过find获取到键的迭代器后，都可以修改对应的值通过operator[]：这是一个多功能接口，不仅支持修改已存在的键值对，还能用于插入新数据或查找数据（当键不存在时会自动插入默认值）

std::map::operator[]

// accessing mapped values#include<iostream>#include<map>#include<string>intmain(){/*-----------------第一步：创建map容器-----------------*/ std::map<char, std::string> mymap;//键为char类型，值为string类型/*-----------------第二步：赋值map容器-----------------*///1. 使用下标操作符[]插入元素 mymap['a']="an element";//注意：如果键'a'不存在，会自动创建并初始化为空字符串，然后赋值为"an element" mymap['b']="another element";//同理，插入键'b'，值为"another element"//2. 使用已存在的键'b'的值来初始化键'c' mymap['c']= mymap['b'];//注意：这里是值的拷贝，而非引用/*-----------------第三步：访问map容器-----------------*///1. 使用下标操作符[]访问map容器中存在的键 std::cout <<"mymap['a'] is "<< mymap['a']<<'\n';// 输出: an element std::cout <<"mymap['b'] is "<< mymap['b']<<'\n';// 输出: another element std::cout <<"mymap['c'] is "<< mymap['c']<<'\n';// 输出: another element//2. 使用下标操作符[]访问map容器中不存在的键 std::cout <<"mymap['d'] is "<< mymap['d']<<'\n';// 输出空字符串，但已插入键'd'/* 注意事项： * 1.下标操作符[]会在键不存在时自动插入一个默认值（空字符串） * 2.这可能导致意外的插入操作 *///3. 使用size()接口判断map容器的中键的数量 std::cout <<"mymap now contains "<< mymap.size()<<" elements.\n";//此时map的大小为4，因为插入了'a', 'b', 'c', 'd'四个键return0;}

代码案例：operator接口函数的使用

#include<iostream>#include<map>#include<string>usingnamespace std;intmain(){//1.定义一个 map 容器 map<string, string> dict;//2.使用 make_pair 函数创建一个 pair 对象 dict.insert(make_pair("sort","排序"));/*--------------------展示operator[]接口函数的三种功能--------------------*//*------------插入功能------------*/ dict["insert"];/* 注意事项：当使用 [] 访问 map 中不存在的键 "insert" 时 * 1.会自动插入一个键为 "insert" * 2.值为 string 默认构造（空字符串）的键值对 *//*------------插入 + 修改 功能------------*/ dict["left"]="左边";/* 注意事项：使用 [] 访问键 "left" * 1.由于该键不存在，会先插入键 "left"，值为 string 默认构造（空字符串） * 2.值为 string 默认构造（空字符串）然后将值修改为 "左边" * *//*------------修改功能------------*/ dict["left"]="左边、剩余";/* 注意事项：直接使用 [] 访问已存在的键 * 1."left"，将其对应的值修改为 "左边、剩余" *//*------------查找功能------------*/ cout << dict["left"]<< endl;/* 注意事项：key 存在 -> 查找 * 1.使用 [] 访问已存在的键 "left"，输出其对应的值 */return0;}

4. 修改的操作

std::map::clear

// map::clear#include<iostream>#include<map>intmain(){//1. std::map<char,int> mymap;//2. mymap['x']=100; mymap['y']=200; mymap['z']=300;//3. std::cout <<"初始状态下mymap容器中的内容为:\n";for(std::map<char,int>::iterator it = mymap.begin(); it != mymap.end();++it){ std::cout << it->first <<" => "<< it->second <<'\n';}//4. mymap.clear(); mymap['a']=1101; mymap['b']=2202;//5. std::cout <<"清空又插入节点之后mymap容器中的内容为:\n";for(std::map<char,int>::iterator it = mymap.begin(); it != mymap.end();++it){ std::cout << it->first <<" => "<< it->second <<'\n';}return0;}

std::map::swap

// swap maps#include<iostream>#include<map>intmain(){//1.创建两个map容器 std::map<char,int> foo, bar;//2.为第一个容器foo进行赋值 foo['x']=100; foo['y']=200;//3.为第二个容器bar进行赋值 bar['a']=11; bar['b']=22; bar['c']=33;//4.交换两个map容器的内容 foo.swap(bar);//5.输出foo容器中内容 std::cout <<"foo容器中的内容为:\n";for(std::map<char,int>::iterator it = foo.begin(); it != foo.end();++it){ std::cout << it->first <<" => "<< it->second <<'\n';}//6.输出bar容器中的内容 std::cout <<"bar容器中的内容为:\n";for(std::map<char,int>::iterator it = bar.begin(); it != bar.end();++it){ std::cout << it->first <<" => "<< it->second <<'\n';}return0;}

std::map::insert

// map::insert (C++98)#include<iostream>#include<map>intmain(){/*------------------第一步：创建map容器------------------*/ std::map<char,int> mymap;/*------------------第二步：插入map容器------------------*///1. 单个元素插入：使用 insert(const value_type&)  mymap.insert(std::pair<char,int>('a',100)); mymap.insert(std::pair<char,int>('z',200));/* 注意事项： * 1.插入键值对 ('a', 100) 和 ('z', 200) * 2.返回值被忽略，若键已存在则插入失败（但此处键不存在，插入成功） *///检查插入状态：使用 insert 返回的 pair<iterator, bool> std::pair<std::map<char,int>::iterator,bool> ret; ret = mymap.insert(std::pair<char,int>('z',500));if(ret.second ==false){ std::cout <<"元素'z'已经存在\n"; std::cout <<"其值为:"<< ret.first->second <<'\n';}/* 注意事项： * 1.ret.first：指向插入位置（或已存在元素）的迭代器 * 2.ret.second：插入成功（true）或失败（false，键已存在） *///2. 带提示位置的插入：使用 insert(position, value) std::map<char,int>::iterator it = mymap.begin(); mymap.insert(it, std::pair<char,int>('b',300));// 提示位置正确，最高效 mymap.insert(it, std::pair<char,int>('c',400));// 提示位置错误，无优化/* 注意事项： * 1.it 指向 mymap.begin()（即 'a'），作为提示位置 * 2.插入 'b'：提示位置正确（'b' 应插入在 'a' 后），效率最高 * 3.插入 'c'：提示位置错误（'c' 应插入在 'b' 后），效率未优化 *///3. 范围插入：使用 insert(first, last) std::map<char,int> anothermap; anothermap.insert(mymap.begin(), mymap.find('c'));/* 注意事项： * 1.从 mymap 中复制 [begin(), find('c')) 区间的元素到 anothermap * 2.即复制 'a' 和 'b'（左闭右开区间，不包含 'c'） *//*------------------第二步：输出map容器------------------*/ std::cout <<"mymap容器中的内容为:\n";for(it = mymap.begin(); it != mymap.end();++it){ std::cout << it->first <<" => "<< it->second <<'\n';} std::cout <<"anothermap容器中内容为:\n";for(it = anothermap.begin(); it != anothermap.end();++it){ std::cout << it->first <<" => "<< it->second <<'\n';}return0;}

std::map::erase

// erasing from map#include<iostream>#include<map>intmain(){/*------------------第一步：准备map容器基本数据------------------*/ std::map<char,int> mymap; std::map<char,int>::iterator it;// 插入元素：构建映射 {'a':10, 'b':20, 'c':30, 'd':40, 'e':50, 'f':60} mymap['a']=10; mymap['b']=20; mymap['c']=30; mymap['d']=40; mymap['e']=50; mymap['f']=60;/*------------------第二步：展示map容器的删除操作------------------*///1. 迭代器位置删除：删除键 'b'// find('b') 返回指向键 'b' 的迭代器，erase(it) 删除该元素 it = mymap.find('b'); mymap.erase(it);//2. 按键删除：删除键 'c'// erase('c') 直接删除键为 'c' 的元素，返回删除数量（1 表示成功） mymap.erase('c');//3. 迭代器范围删除：删除从 'e' 到末尾的所有元素// find('e') 返回指向 'e' 的迭代器，erase(it, mymap.end()) 删除 [it, end) 区间 it = mymap.find('e'); mymap.erase(it, mymap.end());/*------------------第三步：输出map容器的剩余内容------------------*/for(it = mymap.begin(); it != mymap.end();++it){ std::cout << it->first <<" => "<< it->second <<'\n';}return0;}

5. 其他的操作

std::map::find

// map::find#include<iostream>#include<map>intmain(){/*------------------第一步：准备map容器基本数据------------------*/ std::map<char,int> mymap; std::map<char,int>::iterator it;// 插入元素，构建映射关系：{'a':50, 'b':100, 'c':150, 'd':200} mymap['a']=50; mymap['b']=100; mymap['c']=150; mymap['d']=200;/*------------------第二步：展示map容器的查找操作------------------*///1. 使用 find() 查找键 'b' it = mymap.find('b');//find() 返回一个迭代器，指向键匹配的元素或 end()（若未找到）//2.检查是否找到（若未找到，it == mymap.end()）if(it != mymap.end()) mymap.erase(it);/*------------------第三步：输出map容器的剩余内容------------------*///1. 输出剩余元素 std::cout <<"mymap容器中元素为:"<<'\n'; std::cout <<"a => "<< mymap.find('a')->second <<'\n';// 安全：键 'a' 存在 std::cout <<"c => "<< mymap.find('c')->second <<'\n';// 安全：键 'c' 存在 std::cout <<"d => "<< mymap.find('d')->second <<'\n';// 安全：键 'd' 存在//2.若尝试访问已删除的键 'b'：// std::cout << "b => " << mymap.find('b')->second << '\n'; // 未定义行为！find('b') 返回 end()，解引用导致崩溃return0;}

std::map::count

// map::count#include<iostream>#include<map>intmain(){//1.创建map容器 std::map<char,int> mymap;char c;//2.插入元素 mymap['a']=101; mymap['c']=202; mymap['f']=303;//3.遍历字符 'a' 到 'g'，检查每个字符是否为 map 的键for(c ='a'; c <'h'; c++){ std::cout << c;//注意： map::count(key) 返回键 key 的出现次数（对于 map 只能是 0 或 1）if(mymap.count(c)>0)//因为 map 不允许重复键，所以 count(key) > 0 等价于键存在 std::cout <<"是mymap容器中的元素\n";else std::cout <<"不是mymap容器中的元素\n";}return0;}

std::map::lower_bound

// map::lower_bound/upper_bound#include<iostream>#include<map>intmain(){/*------------------第一步：准备map容器基本数据------------------*/ std::map<char,int> mymap; std::map<char,int>::iterator itlow, itup;// 插入元素，构建有序映射：{'a':20, 'b':40, 'c':60, 'd':80, 'e':100} mymap['a']=20; mymap['b']=40; mymap['c']=60; mymap['d']=80; mymap['e']=100;/*------------------第二步：展示map容器lower_bound/upper_bound接口函数的使用------------------*///1. lower_bound(key)：返回首个"大于等于 key"的元素迭代器// 此处 key='b'，mymap 中首个 >= 'b' 的元素是 'b' 自身// 因此 itlow 指向 {'b', 40} itlow = mymap.lower_bound('b');//2. upper_bound(key)：返回首个"大于 key"的元素迭代器// 此处 key='d'，mymap 中首个 > 'd' 的元素是 'e'// 因此 itup 指向 {'e', 100}（注意：不包含 'd' 本身） itup = mymap.upper_bound('d');//3. erase 区间 [itlow, itup)：删除包含 itlow 但不包含 itup 的元素// 即删除 ['b', 'e')，实际删除 'b'、'c'、'd'，保留 'a' 和 'e' mymap.erase(itlow, itup);// 删除 ['b', 'e')/*------------------第三步：输出map容器的剩余内容------------------*/for(std::map<char,int>::iterator it = mymap.begin(); it != mymap.end();++it){ std::cout << it->first <<" => "<< it->second <<'\n';}return0;}

std::map::upper_bound

std::map::equal_range

// map::equal_range#include<iostream>#include<map>intmain(){/*------------------第一步：准备map容器基本数据------------------*/ std::map<char,int> mymap; mymap['a']=10;// 键 'a' 对应值 10 mymap['b']=20;// 键 'b' 对应值 20 mymap['c']=30;// 键 'c' 对应值 30/*------------------第二步：展示map容器 equal_range 接口函数的使用------------------*///1.使用 equal_range('b') 获取键 'b' 的范围迭代器对 std::pair<std::map<char,int>::iterator, std::map<char,int>::iterator> ret; ret = mymap.equal_range('b');//注意：返回值是一个 pair<lower_bound, upper_bound>/*------------------第三步：输出map容器的剩余内容------------------*///1.输出 lower_bound 指向的元素 std::cout <<"lower_bound指向的元素是: "; std::cout << ret.first->first <<" => "<< ret.first->second <<'\n';//2.输出 upper_bound 指向的元素 std::cout <<"upper_bound指向的元素是: "; std::cout << ret.second->first <<" => "<< ret.second->second <<'\n';return0;}

二、总结：

代码示例：map核心的接口函数的设计说明（find/insert/operator[]）

// map 核心接口设计说明（find/insert/operator[]）#include<map>usingnamespace std;/*-----------------------第一部分：类型别名-----------------------*/using key_type =/* 模板参数 Key */;using mapped_type =/* 模板参数 T */;using value_type = pair<const key_type, mapped_type>;/* 注意事项： * 1.key_type: 模板第一个参数，即 map 的“键”类型 * 2.mapped_type: 模板第二个参数，即 map 的“值”类型 * 3.value_type: 键值对类型，固定为 pair<const key_type, mapped_type>（键 const 保证红黑树结构稳定） *//*-----------------------第二部分：find 接口：查找键并返回迭代器-----------------------*/ iterator find(const key_type& k);/* 注意事项： * 1.功能：查找键 k，返回指向该键值对的迭代器；若未找到，返回 end() * 2.特殊点：通过迭代器可修改 mapped_type（值），但无法修改 key_type（键，因键是 const 类型） *//*-----------------------第三部分：insert 接口：插入键值对，返回插入状态-----------------------*/ pair<iterator,bool>insert(const value_type& val);/* 注意事项： * 1. 重载形式：pair<iterator, bool> insert(const value_type& val); * 返回值说明： * 1. pair.first: 指向“键所在节点”的迭代器（无论插入成功/失败，都指向已存在或新插入的键） * 2. pair.second: true（插入新键成功） / false（键已存在，插入失败） * 3. 设计巧思：插入失败时，first 仍指向已存在的键 → 可替代 find 实现“查找 + 插入”复合逻辑 *//*-----------------------第四部分：operator[] 接口：多功能复合操作（插入/查找/修改值）-----------------------*/ mapped_type&operator[](const key_type& k){//1.插入默认值的键值对，依赖 insert 的“查找 + 插入”特性 pair<iterator,bool> ret =insert({ k,mapped_type()});//2.指向已存在或新插入的键 iterator it = ret.first;//3.返回值引用，支持修改return it->second;}/* 注意事项： * 1. 语法：mapped_type& operator[](const key_type& k); * * 内部实现原理： * 1. 调用 insert({k, mapped_type()})，尝试插入新键（值为默认构造的 mapped_type） * 2. 利用 insert 返回的 pair，通过 first 拿到键对应迭代器 * 3. 返回迭代器指向的 mapped_type 引用 → 支持直接修改值 * * 功能覆盖： * 1. 键不存在 → 插入新键（值为默认构造） + 返回值引用（可修改） * 2. 键已存在 → 查找键位置 + 返回值引用（可修改） *//* 核心逻辑总结： 1. find：基础查找工具，返回迭代器（未找到返回 end()） 2. insert：插入 + 隐含查找功能（失败时返回已存在键的迭代器） 3. operator[]：基于 insert 实现，一站式支持“插入新键、查找旧键、修改值” 设计亮点： - insert 返回的 pair 复用迭代器，让“插入失败”场景也能充当查找 → 为 operator[] 提供底层支撑 - operator[] 通过返回值引用，无缝支持“赋值修改”和“直接访问”，语法简洁但功能强大 - 键为 const 类型 → 保证红黑树的有序性不被破坏（禁止直接修改键值） */

三、使用

代码示例 1：使用“构造函数 + insert() 函数 + find()函数”

#include<iostream>#include<map>usingnamespace std;intmain(){/*----------------------第一部分：展示map容器的构造函数的使用----------------------*///1. 初始化列表构造 map + 迭代器遍历 map<string, string> dict ={{"left","左边"},{"right","右边"},{"insert","插入"},{"string","字符串"}// 用初始化列表构造一个 map，键是 string 类型，值是 string 类型};//2.迭代器遍历 mapauto it = dict.begin();while(it != dict.end()){//方式1：显式解引用 + 访问成员（可读性稍弱）// cout << (*it).first << ":" << (*it).second << endl;//注意：map 迭代器解引用得到 pair<const key_type, mapped_type>//方式2：利用迭代器的 operator-> 重载（底层返回 pair 指针，语法糖）// cout << it.operator->()->first << ":" << it.operator->()->second << endl;//原理：it.operator->() 返回 pair*，接着 ->first / ->second 访问成员//方式3：最简洁的写法（编译器自动处理 operator-> 调用） cout << it->first <<":"<< it->second << endl;++it;} cout << endl;/*----------------------第二部分：展示map容器的insert()函数的使用----------------------*///1. insert 插入 pair 对象的 4 种方式对比//方式1：先构造 pair 对象，再插入 pair<string, string>kv1("first","第一个"); dict.insert(kv1);//方式2：直接构造临时 pair 对象插入 dict.insert(pair<string, string>("second","第二个"));//方式3：用 make_pair 简化临时 pair 构造（自动推导类型） dict.insert(make_pair("sort","排序"));//方式4：用初始化列表直接构造 pair（C++11 及以上支持，最简洁） dict.insert({"auto","自动的"});//2.测试重复键插入："left" 已存在，插入会失败（map 不允许重复键） dict.insert({"left","左边，剩余"});//3. 范围 for 遍历（C++11 及以上支持）for(constauto& e : dict){ cout << e.first <<":"<< e.second << endl;} cout << endl;/*----------------------第三部分：展示map容器的find()函数的使用----------------------*/ string str;while(cin >> str){auto ret = dict.find(str);if(ret != dict.end()){ cout <<"=> "<< ret->second << endl;}else{ cout <<"无此单词，请重新输入"<< endl;}}return0;}

代码片段2：用“find + 迭代器”统计水果次数

#include<iostream>#include<map>#include<string>usingnamespace std;intmain(){/*------------------第一步：准备map容器基本数据------------------*/ string arr[]={"苹果","西瓜","苹果","西瓜","苹果","苹果","西瓜","苹果","香蕉","苹果","香蕉"}; map<string,int> countMap;/*------------------第二步：用 find + 迭代器统计水果次数------------------*/for(constauto& str : arr){// 1. 先查找当前水果是否在 map 中auto ret = countMap.find(str);if(ret == countMap.end()){// 2. 不在 map 中 → 第一次出现，插入 {水果, 1} countMap.insert({ str,1});}else{// 3. 在 map 中 → 找到的节点中次数 +1 ret->second++;}}/*------------------第三步：输出map容器的剩余内容------------------*/for(constauto& e : countMap){ cout << e.first <<":"<< e.second << endl;} cout << endl;return0;}

代码片段 3：用 operator[] 简化统计逻辑

#include<iostream>#include<map>#include<string>usingnamespace std;intmain(){/*------------------第一步：准备map容器基本数据------------------*/ string arr[]={"苹果","西瓜","苹果","西瓜","苹果","苹果","西瓜","苹果","香蕉","苹果","香蕉"}; map<string,int> countMap;/*------------------第二步：用 operator[] 简化统计逻辑------------------*/for(constauto& str : arr){ countMap[str]++;/* 注意事项：一行代码完成“查找 + 插入 + 计数” * 1.若水果不存在：插入 {水果, 0}，返回值引用后 +1 → 最终值为 1 * 2.若水果已存在：返回值引用后 +1 → 次数累加 */}/*------------------第三步：输出map容器的剩余内容------------------*/for(constauto& e : countMap){ cout << e.first <<":"<< e.second << endl;} cout << endl;return0;}

------------multimap------------

一、介绍

cplusplus网站上关于C++的 multimap容器的介绍：multimap - C++ Reference

C++ 标准模板库（STL）中的 multimap容器 的接口函数，主要可以分为以下一个部分：

二、区别

template<classKey,// multimap::key_typeclassT,// multimap::mapped_typeclassCompare= less<Key>,// multimap::key_compareclassAlloc= allocator<pair<const Key, T>>// multimap::allocator_type>classmultimap;

可以发现，它与 map 容器的模板声明形式完全一致都通过 Key（键类型）、T（映射值类型）、Compare（比较规则）、Alloc（内存分配器） 这四个模板参数定义容器。

但需要注意：map 和 multimap 虽模板声明形式相似，核心特性却有本质区别map 会自动保证键唯一，容器中每个键对应唯一的映射关系multimap 允许键冗余，侧重按序存储键可重复的映射数据

简单说：map 像 “严格的字典”，同一个字（键）只能查一个解释（值），重复插入同键会静默 覆盖/失败。multimap 像 “宽松的便签本”，同一个字（键）能记多个解释（值），适合存 “一对多” 的映射关系。

map 和 multimap 的基础用法高度相似，核心区别在于 multimap 支持键（key）的冗余存储基于这一特性，它的 insert（插入）、find（查找）、count（计数）、erase（删除）等操作，都会围绕 “键可重复” 进行适配这一点和 set/multiset 的差异逻辑完全一致（比如：find 遇到重复键时，会返回中序遍历的第一个匹配元素）

此外，multimap 不支持 operator[]因为键可冗余的场景下，[] 无法明确指定修改哪一个键对应的值它仅能用于插入新键值对（但也会因 “键重复” 的特性，失去map中 [] 兼具 “查找 + 修改” 的复合能力 ）

------------OJ练习------------

一、set

349. 两个数组的交集

题目介绍

方法一：

classSolution{public: vector<int>intersection(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2){/* 思路：这道题要求“输出结果中的每个元素一定是 唯一 的” ---> 所以我们在找交集元素之前应该先将两个数组中的元素进行去重 * 因此：怎么进行去重处理？---> 存入set容器中的数据天然就会进行去重 * 怎么找到它们的交集？ ---> 因为存入set容器中的数据会自动进行升序排序，所以后面可以循环遍历对比 *///1.将数组中元素添加到set容器中 set<int>s1(nums1.begin(),nums1.end()); set<int>s2(nums2.begin(),nums2.end());//2.定义数组存储最终的交集结果 vector<int> ret;//3.分别获取两个set容器的起始迭代器auto it1 = s1.begin();auto it2 = s2.begin();//4.使用while循环遍历这两个set容器来找交集while(it1 != s1.end()&& it2 != s2.end())//如果有任意set容器已经遍历完毕循环就结束{//情况一：s1当前元素 < s2当前元素if(*it1<*it2){ it1++;}//情况二：s1当前元素 > s2当前元素elseif(*it1>*it2){ it2++;}//情况三：s1当前元素 = s2当前元素else{//1.将交集元素添加到结果数组中 ret.push_back(*it1);//2.同时移动两个迭代器 it1++; it2++;}}return ret;}};

142. 环形链表 II

题目介绍

方法一：

/** * Definition for singly-linked list. * struct ListNode * { * int val; * ListNode *next; * ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {} * }; */classSolution{public: ListNode *detectCycle(ListNode *head){/* 原理：set容器天然有进行去除的作用 * 思路： * 1.使用循环遍历链表 * 2.将遍历到的节点添加到set容器中 * 3.如果如果插入失败说明当前节点就是链表尾连接到链表中的位置 *///1.定义一个set容器用于存储已经访问过的链表节点指针 set<ListNode*> s;//2.定义当前节点指针用于遍历链表 ListNode* cur = head;//3.使用while循环进行遍历链表while(cur)//当当前的节点cur不为空的时持续遍历链表{//3.1：尝试将当前节点添加到set容器中auto ret=s.insert(cur);/* set 的 insert 方法会返回一个 pair * 1. 其中 first 是指向插入位置的迭代器 * 2. second 是 bool 类型 *///3.2：如果插入失败 ---> 该链表是环形链表if(ret.second==false)return cur;//3.3：如果插入成功 ---> 继续向后遍历 cur=cur->next;}//4.如果可以遍历完整个链表 ---> 该链表不是环形链表returnnullptr;}};

二、map

138. 随机链表的复制

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方法一：

/* // Definition for a Node. class Node { public: int val; Node* next; Node* random; Node(int _val) { val = _val; next = NULL; random = NULL; } }; */classSolution{public: Node*copyRandomList(Node* head)//函数功能：深拷贝带有随机指针的链表，返回拷贝后链表的头节点{/*---------------- 定义准备阶段 ----------------*///1.定义map容器用于存储“原节点”和对应“拷贝节点”的映射关系 map<Node*,Node*>m;//2.定义指向拷贝链表的头节点和尾节点的指针 Node* copyHead=nullptr; Node* copyTail=nullptr;//3.定义用于遍历原链表的指针 Node* curr=head;/*---------------- next指针拷贝阶段 ----------------*/while(curr)//如果原链表的遍历结束则循环退出{//1.把原链表中的当前节点拷贝到拷贝链表中//情况一：如果拷贝链表还没有节点if(copyTail==nullptr){//操作：创建新节点 + 让拷贝链表的头/尾指针指向该节点 copyHead=copyTail=newNode(curr->val);}//情况二：如果拷贝链表中已经有了节点else{//操作1：在拷贝链表的尾节点的后面创建新节点 copyTail->next=newNode(curr->val);//操作2：更新拷贝链表的尾指针的指向 copyTail=copyTail->next;}//2.将原节点和对应的拷贝节点存入映射表中 m[curr]=copyTail;//3.原链表当前节点后移 curr =curr->next;}/*---------------- random指针处理阶段 ----------------*///1.重新将原链表当前节点指针指向原链表头节点 ---> 准备遍历原链表处理 random 指针 curr=head;//2.定义用于遍历拷贝链表的指针 Node* copy=copyHead;//3.核心逻辑while(curr)//如果原链表的遍历结束循环退出{//1.根据原链表中节点的random指针处理拷贝链表的random指针//情况一：如果原节点的 random 指针为 nullptrif(curr->random==nullptr){//操作：拷贝节点的 random 指针也设为 nullptr copy->random=nullptr;}//情况二：如果原节点的 random 指针不为 nullptrelse{//操作：将拷贝节点的 random 指针指向该节点 copy->random=m[curr->random];//细节：通过映射表找到对应的拷贝节点}//2.原链表当前节点后移 curr=curr->next;//3.拷贝链表当前节点后移 copy=copy->next;}//最后：返回拷贝后链表的头节点return copyHead;}};

692. 前K个高频单词

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方法一：基于 stable_sort 排序

classSolution{public:/*------------------- 仿函数 -------------------*///函数功能：用于自定义排序规则structCompare{//1.重载 () 运算符，实现仿函数功能 ---> 用于比较两个 pair<string, int> 类型的元素booloperator()(const pair<string,int>& x,const pair<string,int>& y)const{/* * 函数参数为const引用 ---> 避免拷贝 * 函数使用const进行修饰 ---> 保证不会修改传入的元素 */return x.second>y.second;//按照pair的第二个元素（即单词出现的次数）降序排列}};/*------------------- 函数 -------------------*///函数功能：找出words中出现频率最高的前k个单词 vector<string>topKFrequent(vector<string>& words,int k){//1.定义用于统计每个单词出现次数的map容器 map<string,int> m;//2.定义存储最高频的前K个单词的vector容器 vector<string> ret;//3.使用范围for循环统计每个单词出现的次数for(auto& e:words){ m[e]++;// 键为单词，值为出现次数}//4.将map中的键值对转换位pair存储在vector中 ---> 方便后续排序 vector<pair<string,int>>v(m.begin(),m.end());//5.使用stable_sort进行稳定排序stable_sort(v.begin(),v.end(),Compare());/* * stable_sort能保证相等元素的相对顺序不变，sort则不保证 * 排序规则由Compare仿函数指定（按出现次数降序） *///6.提取排序后前k个单词存入结果vector中for(int i=0;i<k;i++){ ret.push_back(v[i].first);}//7.返回包含前k个高频单词的vector容器return ret;}};

方法二：基于 sort 排序

classSolution{public:/*------------------- 仿函数 -------------------*///函数功能：用于自定义排序规则structCompare{//1.重载 () 运算符，实现仿函数功能 ---> 用于比较两个 pair<string, int> 类型的元素booloperator()(const pair<string,int>& x,const pair<string,int>& y)const{//排序规则：首先按出现次数降序排列；若次数相同，按单词字典序升序排列return x.second>y.second||(x.second==y.second&&x.first<y.first);}};/*------------------- 函数 -------------------*///函数功能：找出words中出现频率最高的前k个单词 vector<string>topKFrequent(vector<string>& words,int k){//1.定义用于统计每个单词出现次数的map容器 map<string,int> m;//2.定义存储最高频的前K个单词的vector容器 vector<string> ret;//3.使用范围for循环统计每个单词出现的次数for(auto& e:words){ m[e]++;// 键为单词，值为出现次数}//4.将map中的键值对转换位pair存储在vector中 ---> 方便后续排序 vector<pair<string,int>>v(m.begin(),m.end());//5.使用sort进行排序sort(v.begin(),v.end(),Compare());//排序规则由 Compare 仿函数指定//6.提取排序后前k个单词存入结果vector中for(int i=0;i<k;i++){ ret.push_back(v[i].first);}//7.返回包含前k个高频单词的vector容器return ret;}};

方法三：基于 priority_queue 大顶堆

classSolution{public:/*------------------- 仿函数 -------------------*///函数功能：用于自定义排序规则structCompare{//1.重载 () 运算符，实现仿函数功能 ---> 用于比较两个 pair<string, int> 类型的元素booloperator()(const pair<string,int>& x,const pair<string,int>& y)const{return x.second<y.second||(x.second==y.second&&x.first>y.first);/* 注意： * 优先队列底层是大顶堆，要实现“次数高的优先，次数相同时字典序小的优先” * 所以比较时，若次数小，或者次数相同但字典序大，返回真（这样该元素会被放在堆的下方） */}};/*------------------- 函数 -------------------*///函数功能：找出words中出现频率最高的前k个单词 vector<string>topKFrequent(vector<string>& words,int k){//1.定义用于统计每个单词出现次数的map容器 map<string,int> m;//2.定义存储最高频的前K个单词的vector容器 vector<string> ret;//3.使用范围for循环统计每个单词出现的次数for(auto& e:words){ m[e]++;// 键为单词，值为出现次数}//4.将map中的键值对传入优先队列，构建大顶堆 priority_queue<pair<string,int>,vector<pair<string,int>>,Compare>p(m.begin(),m.end());/* 定义大顶堆： * 1. 存储pair<string, int>类型 * 2. 底层容器为vector * 3. 比较规则由Compare仿函数指定 *///5.提取堆顶前k个元素存入结果向量for(int i=0;i<k;i++){//5.1：将堆顶元素的单词部分放入结果向量 ret.push_back(p.top().first);//5.2：弹出堆顶元素，让下一个元素成为新的堆顶 p.pop();}//6.返回包含前k个高频单词的vector容器return ret;}};