C++面向对象程序设计课程笔记（第九周）（上）

2018年9月21日 1726点热度 0人点赞 0条评论

第一节关联容器

set/multiset/map/multimap

内部元素有序排列，新元素插入的位置决定于它的值，查找速度快。

除了各容器都有的函数外，还支持以下成员函数：

find: 查找等于某个值的元素(x小于y和y小于x同时不成立即为相等)

lower_bound : 查找某个下界

upper_bound : 查找某个上界

equal_range : 同时查找上界和下界

count :计算等于某个值的元素个数(x小于y和y小于x同时不成立即为相等)

insert: 用以插入一个元素或一个区间

第二节 set和multiset

预备知识：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(){}//如果first和second是对象的话，就用无参构造函数来初始化

pair(const _T1&__a,const _T2&__b):first(__a),second(__b){}

//构造函数有两个静态变量__a和__b，分别用来初始化first和second

template<class _U1, class _U2>

pair(const pair<_U1,_U2>&__p):first(__p.first),second(__p.second){}

};

第三个构造函数是一个函数模板，用以下例子来示例一下：

pair<int, int>

p(pair<double, double>(5.5,4.6));

//p.first = 5, p.second = 4

1.multiset

template<class Key, class Pred = less<Key>, class A = allocator<Key> >

class multiset { …… };

在这里面，Pred类型的变量决定了multiset中的元素“一个比另一个小”是怎么定义的。multiset运行过程中，比较两个元素x，y的大小的做法，就是生成一个Pred类型的变量，假定为op，若表达式op<x,y>返回值为true，则x比y小。Pred的缺省值类型是less<Key>。

less模板：

template<class T>

struct less : public binary_function<T, T, bool>

{ bool operator()(const T& x, const T& y) { return x < y ; } const; };

//less模板是靠 < 来比较大小的

表2.1 multiset的成员函数

函数名	作用
iterator find(const T &val)	在容器中查找值为val的元素，返回其迭代器。如果找不到，返回end()。
iterator insert(const T & val);	将val插入到容器中并返回其迭代器。
void insert( iterator first,iterator last);	将区间[first,last)插入容器。
int count(const T & val);	统计有多少个元素的值和val相等。
iterator lower_bound(const T & val);	查找一个最大的位置it,使得[begin(),it)中所有的元素都比val小。（返回大于等于val的第一个数字的地址）
iterator upper_bound(const T & val);	查找一个最小的位置it,使得[it,end())中所有的元素都比val大。（返回比val大的第一个数字的地址）
pair<iterator,iterator> equal_range(const T & val);	同时求得lower_bound和upper_bound。
iterator erase(iterator it);	删除it指向的元素，返回其后面的元素的迭代器(Visual studio 2010上如此，但是在C++标准和Dev C++中，返回值不是这样)。

（1）multiset的用法

#include <set>

using namespace std;

class A { };

int main() {

multiset<A> a;

a.insert(A());//error

}

主函数中第一句话没有什么问题，但是第二句话存在问题。因为multiset<A> a等价于multiset<A, less<A>> a，这样插入元素的时候，multiset会将插入元素同已有元素进行比较。由于a中的元素都是A类型的，插入的也是一个A类型的，所以需要对A类型的对象进行比较，这要求A的对象能用<比较，即需要对<进行重载。

例程：

#include <iostream>

#include <set>

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)//按个位数比较

{return (a1.n%10)<(a2.n%10);}

};

typedef multiset<A> MSET1;

typedef multiset<A,MyLess> MSET2;//MSET用MyLess::operator()比较大小

int main(){

const int SIZE = 6;

A a[SIZE]={4,22,19,8,33,40};

MSET1 m1;

m1.insert(a,a+SIZE);

m1.insert(22);

cout<<"1)"<<m1.count(22)<<endl;//output:1)2

cout<<"2)"<<Print(m1.begin(),m1.end());//output: 2)4 8 19 22 22 33 40

MSET1::iterator pp = m1.find(19);

if(pp!=m1.end())

cout<<"found"<<endl;

cout<<"3}";cout<<*m1.lower_bound(22)<<","<<*m1.upper_bound(22)<<endl;//output:22 23

pp = m1.erase(m1.lower_bound(22),m1.upper_bound(22));//pp指向被删除元素的下一个元素

cout<<"4)";Print(m1.begin(),m1.end());//输出4 8 19 33 40

cout<<"5)";cout<<*p>>endl;//输出33

MSET2 m2;

m2.insert(a,a+SIZE);

cout<<"6)";Print(m2.begin(),m2.end());//输出6)40 22 33 4 8 19

return 0;

}

以上程序已弄明白，但是要多看看，理解下。

2.set

template<class Key, class Pred = less<Key>, class A = allocator<Key>>

class set{}

插入set中已有元素时，忽略插入。例程如下：

#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);

pair<IT,bool> result;

result = st.insert(5);

if (result.second)

cout << *result.first << "inserted" << endl;

if (st.insert(5).second) cout << *result.first << endl;

else

cout << *result.first << "already exists" << endl;

pair<IT, IT>bounds = st.equal_range(4);

cout << *bounds.first << "." << *bounds.second;

system("pause");

return 0;

}

定义的result是一个pair类型的对象，其里面的first是IT类型，second是bool类型（pair类定义见本节的预备知识）。下面得到的result对象里面的IT就是迭代器指向5所在位置，而second的值为true（因为插入成功）。

if (st.insert(5).second)这句话实际上是先执行了st.insert(5)之后，判断其second值是false还是true。由于前面已经插入了5，所以这里肯定插入不成功，所以second肯定是false。

第三节 map和multimap

1.multimap

template<class Key, class T, class Pred = less<Key>, class A = allocator<T>>

class multimap{

typedef pair<const Key, T>value_type;

};//Key代表关键字的类型

multimap中的元素由 <关键字,值>组成，每个元素是一个pair对象，关键字就是first成员变量,其类型是Key。

multimap 中允许多个元素的关键字相同。元素按照first成员变量从小到大排列，缺省情况下用 less<Key> 定义关键字的“小于”关系。

例程：

#include <iostream>

#include <map>

using namespace std;

int main() {

typedef multimap<int, double, less<int>> mmid;

mmid pairs;

cout << "1)" << pairs.count(15) << endl;

pairs.insert(mmid::value_type(15, 2.7));//typedef pair<const Key, T>value_type

pairs.insert(mmid::value_type(15, 99.3));

cout << "2)" << pairs.count(15) << endl;//求关键字等于15的个数，应该输出

pairs.insert(mmid::value_type(30, 111.11));

pairs.insert(mmid::value_type(10, 22.22));

pairs.insert(mmid::value_type(25, 33.333));

pairs.insert(mmid::value_type(20, 9.3));

for (mmid::const_iterator i = pairs.begin(); i != pairs.end(); ++i)

cout << "(" << i->first << "," << i->second << ")" << ",";

cout << endl;

system("pause");

return 0;

}

multimap例题：一个学生成绩录入和查询系统。接受以下两种输入：

Add name id score

Query score

name是个字符串，中间没有空格，代表学生姓名。id是个整数，代表学号。score是个整数，表示分数。学号不会重复，分数和姓名都可能重复。

两种输入交替出现。第一种输入表示要添加一个学生的信息，碰到这种输入，就记下学生的姓名、id和分数。第二种输入表示要查询，碰到这种输入，就输出已有记录中分数比score低的最高分获得者的姓名、学号和分数。如果有多个学生都满足条件，就输出学号最大的那个学生的信息。如果找不到满足条件的学生，则输出“Nobody”。

输入样例：

Add Jack 12 78

Query 78

Query 81

Add Percy 9 81

Add Marry 8 81

Query 82

Add Tom 11 79

Query 80

Query 81

输出果样例：

Nobody