Асоціативні контейнери. Загальна характеристика.
Ассоциативные контейнеры |
|
set |
Упорядоченное множество уникальных элементов. При вставке/удалении элементов множества итераторы, указывающие на элементы этого множества, не становятся недействительными. Обеспечивает стандартные операции над множествами типа объединения, пересечения, вычитания. Тип элементов множества должен реализовывать оператор сравнения operator< или требуется предоставить функцию-компаратор. Реализован на основе самобалансирующего дерева двоичного поиска. |
multiset |
То же что и set, но позволяет хранить повторяющиеся элементы. |
map |
Упорядоченный ассоциативный массив пар элементов, состоящих из ключей и соответствующих им значений. Ключи должны быть уникальны. Порядок следования элементов определяется ключами. При этом тип ключа должен реализовывать оператор сравнения operator<, либо требуется предоставить функцию-компаратор. |
multimap |
То же что и map, но позволяет хранить несколько одинаковых ключей. |
Словники (map). Приклад словника.
Словари предназначены для хранения произвольного количества элементов, в виде пар "ключ-значение". Причем к "ключам" предъявляется требование уникальности. Словари обладают широкими возможностями доступа к произвольным элементам и незначительными накладными расходами на операцию добавления нового элемента. Если в словарь вставляется новое значение по существующему ключу, то оно затирает старое значение в паре "ключ-значение".
Класс словаря в STL определен под именем std::map<K, T>, в файле заголовка <map>. Ниже приводится пример объявления словаря, с целыми значениями в качестве ключей иFilm -- в качестве значения:
map<int, Film> films;
Эквивалент в Qt -- QMap<K, T>:
QMap<int, Film> films;
Наиболее естесственный способ заполнения словарей -- присваивать значение по заданному ключу:
films[4812] = Film("A Hard Day's Night", 85);
films[5051] = Film("Seven Days to Noon", 94);
films[1301] = Film("Day of Wrath", 105);
films[9227] = Film("A Special Day", 110);
films[1817] = Film("Day for Night", 116);
Итератор словаря предоставляет возможность доступа к паре "ключ-значение". Ключ извлекается с помощью (*it).first, а значение -- (*it).second:
map<int, Film>::const_iterator it = films.begin();
while (it != films.end()) {
cerr << (*it).first << ": "
<< (*it).second.title().ascii() << endl;
++it;
}
Множини (set). Приклад множини.
Контейнер set, как уже было упомянуто, содержит множество элементов. Строго говоря, set обеспечивает следующую функциональность:
-- добавить элемент в рассматриваемое множество, при этом исключая возможность появления дублей;
-- удалить элемент из множества;
-- узнать количество (различных) элементов в контейнере;
-- проверить, присутствует ли в контейнере некоторый элемент.
Об алгоритмической эффективности контейнера set мы поговорим позже, вначале познакомимся с его интерфейсом.
set<int> s;
for(int i = 1; i <= 100; i++) {
s.insert(i); // добавим сто первых натуральных чисел
}
s.insert(42); // ничего не произойдёт ---
// элемент 42 уже присутствует в множестве
for(int i = 2; i <= 100; i += 2) {
s.remove(i); // удалим чётные числа
}
// set::size() имеет тип unsigned int
int N = int(s.size()); // N будет равно 50
У set нет метода push_back(). Это неудивительно: ведь такого понятия, как порядок элементов или индекс элемента, в set не существует, поэтому слово «back» здесь никак не применимо.
А раз уж у set нет понятия «индекс элемента», единственный способ просмотреть данные, содержащиеся в set, заключается в использовании итераторов:
set<int> S;
...
// вычисление суммы элементов множества S
int r = 0;
for(set<int>::const_iterator it = S.begin();
it != S.end(); it++) {
r += (*it);
}
Если вы пользуетесь GNU C++, то Traversing Macros будет весьма кстати. Показательный пример:
set< pair<string, pair< int, vector<int> > > SS;
...
int total = 0;
tr(SS, it) {
total += it->second.first;
}
Обратите внимание на синтаксис it->second.first. Ввиду того, что it является итератором, перед использованием его необходимо разыменовать. «Верным» синтаксисом было бы (*it).second.first. Однако, в C++ есть негласное правило, что если при описании некоторого объекта есть возможность обеспечить тождественное равенство конструкций (*it). и it->, то это следует сделать, дабы не вводить пользователей в заблуждение. Разработчики STL, конечно, позаботились об этом в случае с итераторами.
Основным преимуществом set перед vector является, несомненно, быстродействие. В основном это быстродействие проявляется при выполнении операции поиска. (При добавлении операция поиска также неявно присутствует, потому как дубли в set не допускаются). Однако, с операцией поиска в set/map есть существенный нюанс.