map和set的使用及top K问题
- 2019 年 11 月 12 日
- 筆記
1.map和set的应用和比较
map和set都是关联式容器，底层容器都是红黑树。
map以键值对的形式进行存储，方便进行查找，关键词起到索引的作用，值则表示与索引相关联的数据，以红黑树的结构实现，插入删除等操作都可以在O(log n)时间内完成。
- 所有元素都是键+值存在，key=value组成pair，是一组映射关系。
- 不允许键重复
- 所有元素是通过键进行自动排序的
- map的键是不能修改的，但是其键对应的值是可以修改的
1 #include<string> 2 #include<vector> 3 4 //模拟pair和 make_pair的底层实现 5 //template<class K, class V> 6 //struct pair 7 //{ 8 // K first; 9 // V second; 10 // 11 // pair(const K& key, const V& value) 12 // :first(key) 13 // , second(value) 14 // {} 15 //}; 16 //template<class K, class V> 17 //pair<K, V> make_pair(const K& key, const V& value) 18 //{ 19 // return pair<K, V>(key, value); 20 //} 21 22 //vector<string> GetTopKF(const vector<string>& fruits) 23 //{ 24 // vector<string> topk; 25 // typedef map<string, int> CountTop; 26 // typedef map<string, int>::iterator CountIt; 27 // CountTop counttop; 28 // for (size_t i = 0; i < fruits.size(); i++) { 29 // CountIt countit = counttop.find(fruits[i]); 30 // if (countit != counttop.end()) 31 // (countit->second)++; 32 // else 33 // //counttop.insert(pair<string, int>(fruits[i], 1)); 34 // counttop.insert(make_pair(fruits[i], 1)); 35 // } 36 // return topk; 37 //} 38 vector<string> GetTopKF(const vector<string>& fruits) 39 { 40 vector<string> topk; 41 typedef map<string, int> CountTop; 42 typedef map<string, int>::iterator CountIt; 43 CountTop counttop; 44 for (size_t i = 0; i < fruits.size(); i++) { 45 /*pair<CountIt, bool> retKV = counttop.insert(make_pair(fruits[i], 1)); 46 if (retKV.second == false) 47 { 48 retKV.first->second++; 49 }*/ 50 counttop[fruits[i]]++; 51 } 52 return topk; 53 } 54 55 56 void MapTest() 57 { 58 typedef map<string, string> Dict; 59 typedef map<string, string>::iterator DictIt; 60 Dict dict; 61 dict.insert(pair<string, string>("right", "右边")); 62 dict.insert(pair<string, string>("left", "左边")); 63 dict.insert(pair<string, string>("世界", "你好")); 64 dict.insert(pair<string, string>("hello", "word")); 65 dict.insert(pair<string, string>("key", "键值")); 66 67 DictIt dictit = dict.begin(); 68 while (dictit != dict.end()) { 69 cout << (*dictit).first << " " << (*dictit).second << endl; 70 ++dictit; 71 } 72 DictIt ret = dict.find("left"); 73 if(ret != dict.end()) 74 dict.erase(ret); 75 vector<string> v; 76 v.push_back("梨"); 77 v.push_back("苹果"); 78 v.push_back("西瓜"); 79 v.push_back("香蕉"); 80 v.push_back("西瓜"); 81 v.push_back("香蕉"); 82 v.push_back("菠萝"); 83 v.push_back("西瓜"); 84 v.push_back("草莓"); 85 GetTopKF(v); 86 }
set支持高效的关键字查询操作—检查每一个给定的关键字是否在set中，也支持高效插入删除。
以平衡二叉检索树实现，查找使用中序遍历算法，检索效率高于vector，deque，list等容器，另外使用中序遍历可将键值按照从小到大遍历出来，构造set集合的主要目的是为了快速检索，不可直接去修改键值。
- 所得元素的只有key没有value，value就是key
- 不允许出现键值重复
- 所有的元素都会被自动排序
- 不能通过迭代器来改变set的值，因为set的值就是键
1 #pragma once 2 #include<iostream> 3 #include<set> 4 #include<map> 5 6 using namespace std; 7 8 void SetTest() 9 { 10 set<int> s1; //没有数据冗余 11 s1.insert(4); 12 s1.insert(5); 13 s1.insert(7); 14 s1.insert(7); 15 s1.insert(14); 16 s1.insert(7); 17 s1.insert(9); 18 s1.insert(3); 19 s1.insert(0); 20 s1.insert(30); 21 s1.insert(14); 22 s1.insert(6); 23 s1.insert(28); //set的插入操作 24 25 set<int>::iterator ite = s1.begin(); 26 //ite = 10; 27 while (ite != s1.end()) { //利用迭代器遍历打印数据 28 cout<<*ite<<" "; 29 ite++; 30 } 31 cout << endl; 32 set<int>::reverse_iterator ret1= s1.rbegin(); 33 while (ret1 != s1.rend()) { //降序打印 34 cout << *ret1 << " "; 35 ret1++; 36 } 37 38 set<int>::iterator ret = s1.find(10); // 39 if (ret != s1.end()) //set的查找，如果没有找到不会报错 40 cout << "find it" << *ret << endl; 41 else 42 cout << "null" << endl; 43 44 if (s1.count(14))//只判断是否存在14，返回1或0 45 cout << "find it" << endl; 46 else 47 cout << "null" << endl; 48 49 ret = s1.find(30); //find后删除 50 if (ret != s1.end()) 51 s1.erase(ret); 52 set<int>::iterator last, first; 53 first = s1.lower_bound(8); //返回8大的第一个数 54 last = s1.upper_bound(20); //返回20大的第一个数 55 s1.erase(first, last);//删除这个范围的数据 56 s1.erase(100); //有就删除，没有也不报错 57 58 set<int>::iterator ite1 = s1.begin(); 59 while (ite1 != s1.end()) { 60 cout << *ite1 << " "; 61 ite1++; 62 } 63 } 64 void MultisetTest() { 65 multiset<int> s2; //允许数据冗余,其他操作同set 66 s2.insert(13); 67 s2.insert(4); 68 s2.insert(6); 69 s2.insert(19); 70 s2.insert(20); 71 s2.insert(16); 72 s2.insert(9); 73 s2.insert(12); 74 s2.insert(9); 75 s2.insert(7); 76 s2.insert(5); 77 s2.insert(13); 78 s2.insert(9); 79 multiset<int>::iterator mit = s2.begin(); 80 while (mit != s2.end()) { 81 cout << *mit << " "; 82 mit++; 83 } 84 multiset<int>::iterator mIt = s2.find(20); 85 /*++mIt; 86 ++mIt; 87 ++mIt; 88 ++mIt;*/ 89 }
map的节点是一对数据，set的节点是一个数据。
2.扩展
Multimap允许数据冗余，即存储的数据不唯一。
hashmap是基于散列表（哈希表，hash table）实现的。基本原理是：使用一个下标范围比较大的数组来存储元素。可以设计一个函数（哈希函数，也叫做散列函数），使得每个元素的关键字都与一个函数值（即数组下标，hash值）相对应，于是用这个数组单元来存储这个元素；也可以简单的理解为，按照关键字为每一个元素“分类”，然后将这个元素存储在相应“类”所对应的地方，称为桶。
但不能够保证每个元素的关键字与函数值是一一对应的，有可能出现对于不同的元素，得到相同的函数值，这就是哈希冲突，往往需要专门的哈希冲突处理函数来解决。
hashma插入和查找的速度与 哈希函数和冲突处理函数的 实现有关，是这两个函数耗时的总和。查询时间复杂度是O(1)；
看具体的应用，不一定常数级别的hash_map一定比log(n)级别的map要好，hash_map的hash函数以及解决地址冲突等都要耗时间，而且众所周知hash表是以空间换时间的，因而hash_map的内存消耗肯定要大，一般情况下，如果记录非常大，考虑hash_map，查找效率会高很多，如果要考虑内存消耗，则要谨慎使用hash_map。
Multiset允许数据冗余。
