C++ 中 map 和 set 的使用方法 📚🔍
在 C++ 中，map 和 set 是两种常用的关联容器，它们分别用于存储键值对和唯一元素。掌握这两种容器的使用方法对于高效编程和优化代码性能至关重要。本文将详细介绍 map 和 set 的定义、常用操作及其应用场景，帮助你深入理解并灵活运用这两种容器。
目录
什么是 map 和 set 📖
map：一种关联容器，存储 键值对（key-value pairs），其中每个键是唯一的，值可以重复。它基于 红黑树 实现，支持高效的查找、插入和删除操作。set：一种关联容器，存储 唯一的元素，不允许重复。它同样基于 红黑树 实现，提供高效的查找、插入和删除操作。
map 的使用方法 🗺️
定义与初始化 🛠️
在 C++ 中，map 的定义通常如下：
#include <map>
#include <string>
std::map<std::string, int> myMap;解释：
std::map：使用标准库中的map容器。<std::string, int>：键为std::string类型，值为int类型。myMap：map的名称。
常用操作 🔧
1. 插入元素
myMap["apple"] = 5;
myMap.insert(std::make_pair("banana", 3));解释：
myMap["apple"] = 5;：通过键直接插入或更新值。insert：使用insert方法插入键值对，适用于不需要更新现有键的情况。
2. 查找元素
auto it = myMap.find("apple");
if (it != myMap.end()) {
std::cout << "Apple count: " << it->second << std::endl;
}解释：
find：查找指定键的元素，返回迭代器。- 检查迭代器是否等于
myMap.end()，以确定元素是否存在。
3. 删除元素
myMap.erase("banana");解释：
erase：通过键删除对应的元素。
4. 遍历 map
for (const auto &pair : myMap) {
std::cout << pair.first << ": " << pair.second << std::endl;
}解释：
- 使用范围
for循环遍历map，访问每个键值对。
示例代码 💻
以下是一个完整的 map 使用示例：
#include <iostream>
#include <map>
#include <string>
int main() {
// 定义一个 map，键为 string，值为 int
std::map<std::string, int> fruitCount;
// 插入元素
fruitCount["apple"] = 10;
fruitCount["banana"] = 5;
fruitCount.insert(std::make_pair("cherry", 20));
// 查找元素
std::string key = "banana";
auto it = fruitCount.find(key);
if (it != fruitCount.end()) {
std::cout << key << " count: " << it->second << std::endl;
} else {
std::cout << key << " not found." << std::endl;
}
// 遍历 map
for (const auto &pair : fruitCount) {
std::cout << pair.first << ": " << pair.second << std::endl;
}
// 删除元素
fruitCount.erase("cherry");
return 0;
}运行结果：
banana count: 5
apple: 10
banana: 5
cherry: 20set 的使用方法 🛡️
定义与初始化 🛠️
在 C++ 中，set 的定义通常如下：
#include <set>
#include <string>
std::set<std::string> mySet;解释：
std::set：使用标准库中的set容器。<std::string>：存储std::string类型的唯一元素。mySet：set的名称。
常用操作 🔧
1. 插入元素
mySet.insert("apple");
mySet.emplace("banana");解释：
insert：插入元素，如果元素已存在则不插入。emplace：在原地构造元素，提高效率。
2. 查找元素
auto it = mySet.find("apple");
if (it != mySet.end()) {
std::cout << "Apple is in the set." << std::endl;
}解释：
find：查找指定元素，返回迭代器。- 检查迭代器是否等于
mySet.end()，以确定元素是否存在。
3. 删除元素
mySet.erase("banana");解释：
erase：通过值删除对应的元素。
4. 遍历 set
for (const auto &element : mySet) {
std::cout << element << std::endl;
}解释：
- 使用范围
for循环遍历set，访问每个元素。
示例代码 💻
以下是一个完整的 set 使用示例：
#include <iostream>
#include <set>
#include <string>
int main() {
// 定义一个 set，存储 string 类型的唯一元素
std::set<std::string> fruits;
// 插入元素
fruits.insert("apple");
fruits.emplace("banana");
fruits.insert("cherry");
fruits.insert("apple"); // 重复元素，不会插入
// 查找元素
std::string key = "banana";
auto it = fruits.find(key);
if (it != fruits.end()) {
std::cout << key << " is in the set." << std::endl;
} else {
std::cout << key << " not found." << std::endl;
}
// 遍历 set
for (const auto &fruit : fruits) {
std::cout << fruit << std::endl;
}
// 删除元素
fruits.erase("cherry");
return 0;
}运行结果：
banana is in the set.
apple
banana
cherrymap 与 set 的比较 ⚖️
| 特性 | map | set |
|---|---|---|
| 存储类型 | 键值对（key-value pairs） | 唯一元素 |
| 键的唯一性 | 键唯一，值可重复 | 元素唯一 |
| 查找方式 | 通过键查找 | 通过值查找 |
| 常用操作 | 插入、查找、删除、遍历 | 插入、查找、删除、遍历 |
| 应用场景 | 需要关联存储数据，如字典、映射表 | 需要存储唯一集合，如标签、集合 |
解释：
map适用于需要通过键快速查找对应值的场景。set适用于需要存储唯一元素并进行快速查找的场景。
应用场景 🌟
map的应用：- 实现词频统计。
- 存储配置参数。
- 构建关联数据结构，如学生成绩表。
set的应用：- 存储唯一的用户ID。
- 实现标签系统。
- 去除重复元素。
总结 📝
map 和 set 是 C++ 中功能强大的关联容器，分别适用于不同的数据存储需求。通过本文的详细介绍，你已经了解了它们的定义、常用操作及应用场景。掌握 map 和 set 的使用方法，不仅能提升代码的效率，还能优化数据管理的逻辑。
关键要点回顾：
map：- 存储键值对，键唯一。
- 适用于需要通过键快速查找值的场景。
- 常用操作包括插入、查找、删除和遍历。
set：- 存储唯一元素。
- 适用于需要存储不重复元素的场景。
- 常用操作包括插入、查找、删除和遍历。
通过合理选择和使用 map 与 set，你可以更高效地管理和处理数据，提升程序的性能和可维护性。