第九周 標準模板庫STL(二)
1.set和multiset
2.map和multimap
3.容器適配器
4.算法(一)
5.算法(二)
1.set和multiset
容關聯器:set, multiset, map, multimap
內部元素有序排列，新元素插入的位置取決於它的值，查找速度快。
set 即集合。set中不允許相同元素，multiset中允許存在相同的元素。
map與set的不同在於map中存放的元素有且僅有兩個成員變量，一個名爲first,另一個名爲second, map根據first值對元素進行從小到大排序，並可快速地根據first來檢索元素。
map同multimap的不同在於是否允許相同first值的元素。
容關聯器除了有各容器都有的成員函數外，還支持以下成員函數：
find: 查找等於某個值 的元素(x小於y和y小於x同時不成立即爲相等)
lower_bound : 查找某個下界
upper_bound : 查找某個上界
equal_range : 同時查找上界和下界
count :計算等於某個值的元素個數(x小於y和y小於x同時不成立即爲相等)
insert: 用以插入一個元素或一個區間
預備知識： pair 模板
template<class _T1, class _T2>
struct pair
{
typedef _T1 first_type;
typedef _T2 second_type;
_T1 first;
_T2 second;
pair(): first(), second() { }//無參構造函數
pair(const _T1& __a, const _T2& __b): first(__a), second(__b) { }
template<class _U1, class _U2>
pair(const pair<_U1, _U2>& __p): first(__p.first), second(__p.second) { }
};
map/multimap容器裏放着的都是pair模版類實例化出來的對象，且按first從小到大排序。
第三個構造函數用法示例：
pair<int,int>
p(pair<double,double>(5.5,4.6));//調用了成員函數模板構造函數， p.first = 5, p.second = 4
multiset
template<class Key, class Pred = less<Key>, class A = allocator<Key> >
class multiset { …… };
Key表示multiset中存放的元素類型，Pred類型的變量決定了multiset 中的元素比大小的規則。multiset運行過程中，比較兩個元素x,y的大小的做法，就是生成一個 Pred類型的變量，假定爲 op,可以是個函數指針、函數對象，若表達式op(x,y) 返回值爲true,則 x比y小。當op是函數對象時，調用op的“（）”成員函數。
第二個類型參數Pred是可以不給的，缺省類型是 less，用小於號 ‘<’ 來比較大小。第三個類型參數A也可以缺省，不過很少關注。
less 模板，靠小於號 ‘<’ 來比較大小的，定義：
template<class T>
struct less : public binary_function<T, T, bool> {
bool operator()(const T& x, const T& y) {
return x < y ;
} const;
};
multiset 的成員函數
iterator find(const T & val);
在容器中查找值爲val的元素，返回其迭代器。如果找不到，返回end()。
iterator insert(const T & val);
將val插入到容器中並返回其迭代器。
void insert( iterator first,iterator last);
將區間[first,last)插入容器。
int count(const T & val);
統計有多少個元素的值和val相等。
iterator lower_bound(const T & val);
查找一個最大的位置 it,使得[begin(),it) 中所有的元素都比 val 小。
iterator upper_bound(const T & val);
查找一個最小的位置 it,使得[it,end()) 中所有的元素都比 val 大。
pair<iterator,iterator> equal_range(const T & val);
同時求得lower_bound和upper_bound。
iterator erase(iterator it);
刪除it指向的元素，返回其後面的元素的迭代器(Visual studio 2010上如此，但是在C++標準和Dev C++中，返回值不是這樣)。
multiset 的用法
出錯的例子：
#include <set>
using namespace std;
class A { };
int main() {
multiset<A> a;
a.insert( A()); //error
}
multiset a; 就等價於 multiset<A, less> a;
插入元素時，multiset會將被插入元素和已有元素進行比較。由於less模板是用 ‘<’ 進行比較的，所以,這都要求 A 的對象能用 ‘<’ 比較，應該在類A中重載 '<'才行 。
正確的例子：
#include <iostream>
#include <set> //使用multiset須包含此文件
using namespace std;
template <class T>
void Print(T first, T last)
{
for(;first != last ; ++first)
cout << * first << " ";
cout << endl;
}
class A {
private:
int n;
public:
A(int n_ ) { n = n_; }
friend bool operator< ( const A & a1, const A & a2 ) { return a1.n < a2.n; }
friend ostream & operator<< ( ostream & o, const A & a2 ) { o << a2.n; return o; }
friend class MyLess;
};
struct MyLess {
bool operator()( const A & a1, const A & a2){ //按個位數比大小
return ( a1.n % 10 ) < (a2.n % 10);
}
};
typedef multiset<A> MSET1; //MSET1用 "<"比較大小
typedef multiset<A,MyLess> MSET2; //MSET2用 MyLess::operator()比較大小
int main()
{
const int SIZE = 6;
A a[SIZE] = { 4,22,19,8,33,40 };
MSET1 m1;
m1.insert(a,a+SIZE);//初始化，自動排序，採用的是默認的數學上小於號 '<' 比較大小
m1.insert(22);//插入一個元素，也是排序了的
cout << "1) " << m1.count(22) << endl;
//輸出 1) 2
cout << "2) "; Print(m1.begin(),m1.end());
//輸出 2) 4 8 19 22 22 33 40
MSET1::iterator pp = m1.find(19);
if( pp != m1.end() ) //條件爲真說明找到
cout << "found" << endl;//本行會被執行，輸出 found
cout << "3) " << * m1.lower_bound(22) << ","<<* m1.upper_bound(22)<< endl;
//輸出 3) 22,33
pp = m1.erase(m1.lower_bound(22),m1.upper_bound(22));//pp指向被刪元素的下一個元素
cout << "4) "; Print(m1.begin(),m1.end()); //輸出 4) 4 8 19 33 40
cout << "5) " << * pp << endl; //輸出 5) 33
MSET2 m2; // m2裏的元素按n的個位數從小到大排
m2.insert(a,a+SIZE);
cout << "6) "; Print(m2.begin(),m2.end()); //輸出 6) 40 22 33 4 8 19
return 0;
}
輸出：
1) 2
2) 4 8 19 22 22 33 40
3) 22,33
4) 4 8 19 33 40
5) 33
6) 40 22 33 4 8 19
總結一下 iterator lower_bound(const T & val);。
查找一個最大的位置 it,使得[begin(),it) 中所有的元素都比 val 小。所以當m1= 4 8 19 22 22 33 40時，m1.lower_bound(22)返回的是下標3，因爲區間是左閉右開，m1[3]就是22了。因此，lower_bound返回的是val在容器中第一次出現的位置下標，upper_bound返回的是val在容器中最後一次出現的位置的下一個座標。
總結一下erase，刪除的區間也是左閉右開的區間，不會刪掉區間右邊界處的元素。
set
template<class Key, class Pred = less<Key>, class A = allocator<Key> >
class set { … }
插入set中已有的元素時，忽略插入。
insert()函數的返回值是一個pair< IT,bool>，第二個成員變量表示是否插入成功，也就是待插入的元素是否已存在set中。而第一個成員變量表示插入後的元素的迭代器(插入成功)或者已存在的它的迭代器(插入失敗)，*它就是它的值。
set用法示例
#include <iostream>
#include <set>
using namespace std;
int main() {
typedef set<int>::iterator IT;
int a[5] = { 3,4,6,1,2 };
set<int> st(a,a+5); // st裏是 1 2 3 4 6
pair< IT,bool> result;
result = st.insert(5); // st變成 1 2 3 4 5 6
if( result.second ) //插入成功則輸出被插入元素
cout << * result.first << " inserted" << endl; //輸出: 5 inserted
if( st.insert(5).second )
cout << * result.first << endl;
else
cout << * result.first << " already exists" << endl; //輸出 5 already exists
pair<IT,IT> bounds = st.equal_range(4);
cout << * bounds.first << "," << * bounds.second ; //輸出：4,5
return 0;
}
輸出結果：
5 inserted
5 already exists
4,5
