C++ STL 中的集合、映射及示例

简介

C++ STL（Standard Template Library）是C++的一个重要组成部分，它提供了丰富的容器、算法、迭代器等工具，封装了常见的数据结构和算法，可以让开发者更轻松地开发高效、可读性强的代码。

在STL中，集合（Set）和映射（Map）是两种常见的数据结构，类似于数学中的集合和映射。集合中不允许重复元素，而映射则是一种键-值对的数据结构。

集合

集合（Set）是STL中的一个容器，其中的元素不能重复。STL的集合基于红黑树实现，因此集合中的元素总是有序的。

定义和初始化

可以使用以下语法定义一个集合：

#include <set>

std::set<int> mySet;

这定义了一个空的整数集合。

也可以在定义时初始化集合，例如：

std::set<int> mySet = {1, 2, 3};

这样就定义了一个包含元素1、2、3的整数集合。

插入元素

可以使用以下方法向集合中插入元素：

mySet.insert(1);
mySet.insert(2);
mySet.insert(3);

这样就向集合中插入了元素1、2、3。

插入元素时，如果集合中已经有相同的元素，则插入操作会被忽略。

访问元素

可以使用以下方法访问集合中的元素：

std::set<int>::iterator it;
for (it = mySet.begin(); it != mySet.end(); it++) {
    std::cout << *it << " ";
} 

这样就可以输出集合中的所有元素。

查找元素

可以使用以下方法查找集合中的元素：

if (mySet.find(1) != mySet.end()) {
    std::cout << "Found!" << std::endl;
}

这样就可以查找集合中是否包含元素1。

删除元素

可以使用以下方法从集合中删除元素：

mySet.erase(1);

这样就从集合中删除了元素1。

示例

下面是一个使用STL集合的示例程序，它输入一些整数，并输出去重后的整数列表。

#include <iostream>
#include <set>

int main() {
    int n, x;
    std::set<int> mySet;
    std::cin >> n;
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        std::cin >> x;
        mySet.insert(x);
    }
    std::set<int>::iterator it;
    for (it = mySet.begin(); it != mySet.end(); it++) {
        std::cout << *it << " ";
    }
    return 0;
}

映射

映射（Map）是STL中的一个容器，存储的是键-值对。STL的映射也是基于红黑树实现的，因此所有的键都是有序的。

定义和初始化

可以使用以下语法定义一个映射：

#include <map>

std::map<std::string, int> myMap;

这定义了一个空的字符串到整数的映射。

也可以在定义时初始化映射，例如：

std::map<std::string, int> myMap = {{"apple", 1}, {"banana", 2}, {"pear", 3}};

这样就定义了一个包含三个键值对的字符串到整数的映射。

插入元素

可以使用以下方法向映射中插入元素：

myMap.insert(std::make_pair("orange", 4));

这样就向映射中插入了一个键值对，键是"orange"，值是4。

插入键值对时，如果映射中已经有相同的键，则插入操作会覆盖原有的值。

访问元素

可以使用以下方法访问映射中的元素：

std::cout << myMap["apple"] << std::endl;

这样就可以输出键"apple"对应的值。

查找元素

可以使用以下方法查找映射中的元素：

if (myMap.count("apple") > 0) {
    std::cout << "Found!" << std::endl;
}

这样就可以查找映射中是否包含键"apple"。

删除元素

可以使用以下方法从映射中删除元素：

myMap.erase("apple");

这样就从映射中删除了键"apple"和对应的值。

示例

下面是一个使用STL映射的示例程序，它输入一些字符串和整数，并输出对应的键值对列表。

#include <iostream>
#include <map>

int main() {
    int n, x;
    std::string s;
    std::map<std::string, int> myMap;
    std::cin >> n;
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        std::cin >> s >> x;
        myMap[s] = x;
    }
    std::map<std::string, int>::iterator it;
    for (it = myMap.begin(); it != myMap.end(); it++) {
        std::cout << it->first << " " << it->second << std::endl;
    }
    return 0;
}

总结

STL的集合和映射是两种常用的数据结构，它们可以帮助我们快速地去重、查找数据，并且保持数据有序。使用STL容器可以使代码更紧凑、可读性更强，值得学习和掌握。