C++【set 和 map 学习及使用】-Toy模板网

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C++【set 和 map 学习及使用】

🌇前言

set 和 map 是 STL 中的容器之一，不同于普通容器，它俩的查找速度极快，常用来存储各种经常被检索的数据，因为这俩容器的底层是平衡二叉搜索树中的红黑树。除此之外，还可以借助其特殊的性质，解决部分难题

C++【set 和 map 学习及使用】

🏙️正文

1、预备知识

在正式学习 set 和 map 之前，首先要有一些预备知识，否则后面可能看不懂相关操作

1.1、关联式容器

在以往的 STL 容器学习中，我们接触到的都是 序列式容器，比如 string、vector、list、deque 等，序列式容器的特点就是 底层为线性序列的数据结构，就比如 list，其中的节点是 线性存储 的，一个节点存储一个元素，其中存储的元素都可序，但未必有序

关联式容器 则比较特殊，其中存储的是 <key, value> 的 键值对，这就意味着可以按照 键值大小 key 以某种特定的规则放置于适当的位置，关联式容器 没有首尾的概念，因此没有头插尾插等相关操作，本文中学习的 set 和 map 就属于 关联式容器

C++【set 和 map 学习及使用】
出自《STL源码剖析》

注意：stack、queue 等适配器也属于序列式容器，因为他们的底层是 deque 等容器

1.2、键值对

键值对是 一种用来表示具有一一对应关系的结构，该结构中一般只包含两个成员变量：key 和 value，前者表示键值，后者表示实值

关联式容器的实现离不开键值对

因此在标准库中，专门提供了这种结构 pair
定义如下

//SGI 版 STL 中的实现
template <class T1, class T2>
struct pair {
  typedef T1 first_type;
  typedef T2 second_type;

  T1 first;	
  T2 second;	
  pair() : first(T1()), second(T2()) {}
  pair(const T1& a, const T2& b) : first(a), second(b) {}

#ifdef __STL_MEMBER_TEMPLATES
  template <class U1, class U2>
  pair(const pair<U1, U2>& p) : first(p.first), second(p.second) {}
#endif
};

pair 中的 first 表示键值，second 则表示实值，在给 关联式容器 中插入数据时，可以构建 pair 对象
比如下面就构建了一个 键值 key 为 string，实值 value 为 int 的匿名键值对 pair 对象

pair<string, int>("hehe", 123);

可以将此匿名对象传入 关联式容器 中，当然这样写未免过于麻烦了，于是库中设计了一个函数模板 make_pair，可以根据传入的参数，去调用 pair 构建对象并返回

make_pair("hehe", 123);	//构建出的匿名对象与上面的一致

make_pair 的定义如下所示：

template <class T1,class T2>
pair<T1,T2> make_pair (T1 x, T2 y)
{
  return ( pair<T1,T2>(x,y) );
}

该函数实际会被编译器优化为 内联函数，因此不会造成过多消耗，可以放心使用

1.3、树型结构的关联式容器

所以在 C++ 标准中，共提供了四种 树型结构的关联式容器

set
multiset
map
multimap

关于 哈希结构的关联式容器 将在 哈希表 中学习

树型结构与哈希结构的关联式容器功能都是一模一样的，不过哈希结构查找比树型结构快得多 -> O(1)

注：

STL 中选择的树型结构为红黑树 RB-Tree

树型结构中的元素中序遍历后有序，而哈希结构中的元素无序

2、set

2.1、什么是 set？

set 其实就是之前在 二叉搜索树 中key 的模型

C++【set 和 map 学习及使用】

set 只包含 实值 value，或者说它的 实值就是键值，键值就是实值

C++【set 和 map 学习及使用】

其中的 T 就是 set 的实值（键值），参数2 Compare 为存储依据，默认为升序，即符合 二叉搜索树 中序遍历的结果：升序，参数3 Alloc 是空间配置器，现在不必深究

作为 STL 中的容器，set 当然少不了迭代器，树型关联式容器迭代器的遍历结果为有序，所以迭代器遍历的本质是 中序遍历，同时 set 的迭代器还是一个 双向迭代器，支持 ++ 和 -- 操作

C++【set 和 map 学习及使用】
下面来看看 set 的相关操作

2.2、set 的使用

set 的构造函数如下图所示：

C++【set 和 map 学习及使用】
可以直接创建一个空 set 使用，也可以根据迭代器区间创建 set

注意：创建时需要指定实值的类型

#include <iostream>
#include <vector>
#include <set>
using namespace std;

int main()
{
	vector<int> arr = { 8,5,6,7,3,1,1,3 };

	set<int> s1;	//创建一个空的 set
	set<int> s2(arr.begin(), arr.end());	//创建包含数据的 set

	cout << "s1: ";
	for (auto e : s1)
		cout << e << " ";
	cout << endl;

	cout << "s2: ";
	for (auto e : s2)
		cout << e << " ";
	cout << endl;

	return 0;
}

C++【set 和 map 学习及使用】
就像 二叉搜索树 一样，set 是不支持数据冗余的，如果出现冗余的数据插入时，会失败，如果想存储冗余的数据，可以使用 multiset

set 中的常用功能

功能	用途
迭代器	遍历容器
`empty`	判断容器是否为空
`size`	当前容器中的元素数
`max_size`	容器的最大容量
`insert`	元素插入，根据特定条件插入至合适位置
`erase`	删除指定元素
`swap`	交换两个容器
`clear`	清空容器中的所有元素
`find`	查找实值是否存在并返回迭代器位置
`count`	统计容器中指定键值的数量

下面这段代码演示了上述功能的实际效果

#include <iostream>
#include <vector>
#include <set>
using namespace std;

int main()
{
	vector<int> arr = { 7,3,6,9,3,1,6,2 };
	set<int> s1(arr.begin(), arr.end());

	//迭代器遍历
	cout << "迭代器遍历结果: ";
	set<int>::iterator it = s1.begin();
	while (it != s1.end())
	{
		cout << *it << " ";
		++it;
	}
	cout << endl;

	//判空、求大小
	cout << "===================" << endl;
	cout << "empty(): " << s1.empty() << endl;
	cout << "size(): " << s1.size() << endl;
	cout << "max_size(): " << s1.max_size() << endl;

	//插入元素
	cout << "===================" << endl;
	cout << "insert(5): ";
	s1.insert(5);
	for (auto e : s1) cout << e << " ";
	cout << endl;

	//删除元素
	cout << "===================" << endl;
	cout << "erase(6): ";
	s1.erase(6);
	for (auto e : s1) cout << e << " ";
	cout << endl;

	//交换、查找、清理
	cout << "===================" << endl;
	set<int> s2(arr.begin() + 5, arr.end());
	s1.swap(s2);
	cout << "s1: ";
	for (auto e : s1) cout << e << " ";
	cout << endl;

	cout << "s2: ";
	for (auto e : s2) cout << e << " ";
	cout << endl;

	cout << "s1.find(9): ";
	cout << (s1.find(9) != s1.end()) << endl;

	cout << "s2.clear(): " << endl;
	s2.clear();

	cout << "s1: ";
	for (auto e : s1) cout << e << " ";
	cout << endl;

	cout << "s2: ";
	for (auto e : s2) cout << e << " ";
	cout << endl;

	return 0;
}

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至于 count 也可以用来查找元素是否存在，对于 set 来说，键值 key 就是实值 value，并且因为不允许冗余，所以只有一个键值，count 统计键值数量不就相当于查找吗？

#include <iostream>
#include <vector>
#include <set>
using namespace std;


int main()
{
	vector<int> arr = { 7,3,6,9,3,1,6,2 };
	set<int> s1(arr.begin(), arr.end());

	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		if (s1.count(i))
			cout << i << " 在 set 中" << endl;
		else
			cout << i << " 不在 set 中" << endl;
	}

	return 0;
}

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可以通过改变 set 模板参数2的方式，改变其中的顺序为降序

#include <iostream>
#include <vector>
#include <set>
using namespace std;

int main()
{
	vector<int> arr = { 7,3,6,9,3,1,6,2 };
	set<int, greater<int>> s1(arr.begin(), arr.end());

	for (auto e : s1)
		cout << e << " ";

	return 0;
}

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注意：键值 key 是不允许改变的，如果改变了，会破坏二叉搜索树的原则，因此即使是 set 中的普通迭代器，本质上也是 const 迭代器，非常神奇

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2.3、set 的特点

set 具有以下特点：

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set 还有一个亲兄弟：multiset，它允许数据冗余，即数据插入一定是成功的

2.4、multiset

multiset 是 set 的另一个版本，对于 multiset 来说，插入冗余数据时，并不会失败

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除此之外，multiset 和 set 的操作没什么区别，一模一样

这里就不再赘述，而是单独演示一下允许数据冗余的效果

#include <iostream>
#include <vector>
#include <set>
using namespace std;

int main()
{
	vector<int> arr = { 3,5,3,4,5,9,2,3 };
	multiset<int> ms1(arr.begin(), arr.end());

	for (auto e : ms1)
		cout << e << " ";
	cout << endl;

	return 0;
}

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值得一提的是，当在 multiset 中查找冗余的数据时，返回的是 中序遍历中，第一次出现的元素

#include <iostream>
#include <vector>
#include <set>
using namespace std;

int main()
{
	vector<int> arr = { 3,5,3,4,5,9,2,3 };
	multiset<int> ms1(arr.begin(), arr.end());

	auto it = ms1.begin();
	while (it != ms1.end())
	{
		cout << *it << " | " << &*(it) << endl;
		++it;
	}

	cout << "================" << endl;

	cout << "ms1.find(3): " << &*(ms1.find(3)) << endl;

	return 0;
}

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所以，multiset 才是真正的排序，set 则是去重 + 排序

统计键值数 count 在 multiset 中可以发挥真正效果

#include <iostream>
#include <vector>
#include <set>
using namespace std;


int main()
{
	vector<int> arr = { 3,5,3,4,5,9,2,3 };
	multiset<int> ms1(arr.begin(), arr.end());

	for (int i = 0; i < 10; i++)
		cout << i << "在 multiset 中的数量: " << ms1.count(i) << endl;

	return 0;
}

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在实际中，multiset 用的比较少，重点掌握 set 即可

3、map

3.1、什么是 map？

map 是 二叉搜索树 改造后的 key / value 模型，是一个真正意义上的 键值对，应用场景如下：

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map 的定义如下

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其中包含两个模板参数：

Key 就是键值对中的键值
T 则是键值对中的实值

在 map 中会用到前面提到过的 pair 结构，其中 first 表示键值，second 表示实值

map 也有迭代器，也是 双向迭代器

C++【set 和 map 学习及使用】

3.2、map 的使用

构造 map 有以下几种方法

C++【set 和 map 学习及使用】

#include <iostream>
#include <vector>
#include <map>
using namespace std;

int main()
{
	vector<pair<string, int>> arr = { make_pair("G", 71), make_pair("A", 65), make_pair("F", 70) };

	map<string, int> m1;	//创建一个空的 map
	map<string, int> m2(arr.begin(), arr.end());	//创建包含数据的 map

	cout << "m1: " << endl;
	for (auto e : m1)
		cout << e.first << " | " << e.second << endl;
	cout << "========================" << endl;
	cout << "m2: " << endl;
	for (auto e : m2)
		cout << e.first << " | " << e.second << endl;

	return 0;
}

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注意：在访问 map 中的键值和实值时，需要通过 pair 对象指定访问，比如 e.first

map 中的常用功能

功能	用途
迭代器	遍历容器
`empty`	判断容器是否为空
`size`	当前容器中的元素数
`max_size`	容器的最大容量
`operator[]`	按照键值，访问实值，如果没有，则新插入
`insert`	元素插入，根据特定条件插入至合适位置
`erase`	删除指定元素
`swap`	交换两个容器
`clear`	清空容器中的所有元素
`find`	查找实值是否存在并返回迭代器位置
`count`	统计容器中指定键值的数量

除了新增了一个 operator[] 以及部分函数返回值不一样外，与 set 没啥区别

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
#include <map>
using namespace std;

int main()
{
	vector<pair<string, int>> arr{make_pair("z", 122), make_pair("a", 97),  make_pair("K", 75), make_pair("h", 104), make_pair("B", 66)};

	map<string, int> m1(arr.begin(), arr.end());

	//迭代器遍历
	cout << "迭代器遍历结果: ";
	map<string, int>::iterator it = m1.begin();
	while (it != m1.end())
	{
		cout << "<" << it->first << ":" << it->second << "> ";
		++it;
	}
	cout << endl;

	//判空、求大小、解引用
	cout << "===================" << endl;
	cout << "empty(): " << m1.empty() << endl;
	cout << "size(): " << m1.size() << endl;
	cout << "max_size(): " << m1.max_size() << endl;
	cout << "m1[""a""]: " << m1["a"] << endl;

	//插入元素
	cout << "===================" << endl;
	cout << "insert(""a"", 5): ";
	m1.insert(make_pair("a", 5));
	for (auto e : m1) cout << "<" << e.first << ":" << e.second << "> ";
	cout << endl;

	//删除元素
	cout << "===================" << endl;
	cout << "erase(""a""): ";
	m1.erase("a");
	for (auto e : m1) cout << "<" << e.first << ":" << e.second << "> ";
	cout << endl;

	//交换、查找、清理
	cout << "===================" << endl;
	map<string, int> m2(arr.begin() + 2, arr.end());
	m1.swap(m2);
	cout << "m1.swap(m2)" << endl;
	cout << "m1: ";
	for (auto e : m1) cout << "<" << e.first << ":" << e.second << "> ";
	cout << endl;

	cout << "m2: ";
	for (auto e : m2) cout << "<" << e.first << ":" << e.second << "> ";
	cout << endl;

	cout << "m1.find(""B""): ";
	cout << (m1.find("B") != m1.end()) << endl;

	cout << "m2.clear()" << endl;
	m2.clear();

	cout << "m1: ";
	for (auto e : m1) cout << "<" << e.first << ":" << e.second << "> ";
	cout << endl;

	cout << "m2: " << endl;
	for (auto e : m2) cout << "<" << e.first << ":" << e.second << "> ";
	cout << endl;

	return 0;
}

C++【set 和 map 学习及使用】
同样的，map 不允许数据冗余，如果想插入重复的数据，可以使用 multimap

map 插入的返回值比 set 略微复杂，因为 既要表示是否成功，也要返回插入成功的迭代器，所以返回值是一个 pair

C++【set 和 map 学习及使用】

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
#include <map>
using namespace std;

int main()
{
	map<string, int> m1;
	auto ret = m1.insert(make_pair("a", 97));
	cout << "<" << ret.first->first << ":" << ret.first->second << ">" << " | " << ret.second << endl;

	ret = m1.insert(make_pair("a", 100));
	cout << "<" << ret.first->first << ":" << ret.first->second << ">" << " | " << ret.second << endl;

	return 0;
}

C++【set 和 map 学习及使用】

至于 find 和 count 跟 set 中的一样，可以用来判断元素是否存在，不过 find 返回的是 迭代器，count 返回的则是 键值数

map 是支持修改实值 value 的，因此 可以根据普通迭代器修改实值

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
#include <map>
using namespace std;

int main()
{
	map<string, int> m1;
	m1.insert(make_pair("a", 97));
	auto it = m1.find("a");
	cout << "<" << it->first << ":" << it->second << ">" << endl;

	it->second = 668;
	cout << "<" << it->first << ":" << it->second << ">" << endl;

	return 0;
}

C++【set 和 map 学习及使用】

使用 map 来实现水果统计的代码

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
#include <map>
using namespace std;

int main()
{
	vector<string> word = { "西瓜", "西瓜", "苹果", "西瓜", "苹果", "苹果", "西瓜", "苹果", "香蕉", "苹果", "香蕉", "梨" };
	map<string, int> table;

	for (auto& e : word)
	{
		auto ret = table.find(e);
		if (ret == table.end())
			table.insert(make_pair(e, 1));
		else
			ret->second++;
	}

	for (auto e : table)
		cout << "<" << e.first << ":" << e.second << ">" << endl;

	return 0;
}

C++【set 和 map 学习及使用】

可以实现统计，但这种写法太麻烦了，实际不会这么写，可以使用 operator[] 实现更高级的写法

3.3、map 中的 operator[]

operator[] 返回的是当前键值对应的实值，如果当前键值不存在，则会插入新的 键值对

借助此特性，可把代码优化为

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
#include <map>
using namespace std;

int main()
{
	vector<string> word = { "西瓜", "西瓜", "苹果", "西瓜", "苹果", "苹果", "西瓜", "苹果", "香蕉", "苹果", "香蕉", "梨" };
	map<string, int> table;

	for (auto& e : word)
		table[e]++;

	for (auto e : table)
		cout << "<" << e.first << ":" << e.second << ">" << endl;

	return 0;
}

C++【set 和 map 学习及使用】

显然，map 中的 operator[] 是一个非常强大的功能

C++【set 和 map 学习及使用】

operator[] 的返回值为 mapped_type，即实值 value 的引用，参数 key_type 是键值 key

重点在于 operator[] 的实现：如何凭借键值返回对应的实值，并且做到新键值对的插入

(*((this->insert(make_pair(k, mapped_type()))).first)).second

C++【set 和 map 学习及使用】

总的来说，operator[] 返回时需要经历以下步骤：

插入一个新的键值对 this->insert( make_pair(k, mapped_type()) )
获取 insert 返回值中的键值 返回值.first 即迭代器 iterator
最后通过迭代器获取实值 (*iterator).second

只需三步，即可获取实值

其实上面那样定义还复杂了，可以优化为下面这个样子

( (this->insert( make_pair(k, mapped_type()) )).first )->second

所以一个 operator[] 兼顾了这几种功能：插入、修改、插入+修改、查找

是 map 中最强大的功能

3.4、map 的特点

归纳总结后，map 的特点如下图所示

C++【set 和 map 学习及使用】

注意：无论是查找、插入、删除还是排序，都只看键值 key，至于实值 value 的内容是什么，无所谓，它只不过是键值额外携带的一个信息包而已

multimap 允许出现键值冗余

3.5、multimap

C++【set 和 map 学习及使用】

multimap 中允许出现多个 重复的键值，这就意味着 operator[] 无法确认调用者的意图 -> 不知道要返回哪个键值对应的实质

所以 multimap 中没有提供 operator[]

C++【set 和 map 学习及使用】

除了 允许键值冗余 和 没有 operator[] 这个两个特点外，multimap 和 map 在操作上没有区别

当然，查找 find 时，返回的是中序遍历中第一次出现元素的迭代器；计数 count 返回的则是当前键值的数量

与 multiset 一样，multimap 用的也比较少，重点掌握 set 和 map 即可

4、相关试题实战

学会使用 set 和 map 后，可以将其用于实战，比如在下面这两个题中，这两个容器可以让我们事半功倍

4.1、前K个高频单词

题目链接：692. 前K个高频单词

C++【set 和 map 学习及使用】

题目分析：题目很短，就是在一个字符串数组中，找出前 k 个出现频率最高的单词

注意：如果出现次数相同，则按字典序排序

这道题有很多种解法

解法一：map + 快排

利用 map 建立 <string, int> 的映射关系，在按照字典序排序的同时统计出每个单词的出现频率，再通过快排依照数量进行二次排序，选择前 k 个高频单词即可

因为基础版快排 不稳定，可能会导致频率相同的单词顺序出问题，即违背题目要求：如果出现频率相同，则按字典序排序

所以这里需要使用 稳定版快排 stable_sort，如果频率相同，保持原有顺序

//map + stable_sort
class Solution {
public:
    struct Compare
    {
        bool operator()(const pair<string, int>& kv1, const pair<string, int>& kv2) const
        {
            return kv1.second > kv2.second;
        }
    };

    vector<string> topKFrequent(vector<string>& words, int k) {
        //统计每个单词出现的频率，同时先按照字典序排序
        map<string, int> table;
        for(auto e : words)
            table[e]++;

        //将处理好的数据存入数组中
        vector<pair<string, int>> vTable(table.begin(), table.end());

        //按照出现频率进行二次排序
        stable_sort(vTable.begin(), vTable.end(), Compare());

        //取出前 k 个高频单词
        vector<string> vs;
        for(int i = 0; i < k; i++)
            vs.push_back(vTable[i].first);
        
        return vs;
    }
};

C++【set 和 map 学习及使用】

注意：此时使用快排进行排序时，单个元素是 pair，需要自己写出仿函数进行排序，仿函数十分强大

难道基础版快排无法完成任务吗？
当然可以，只需要将 仿函数进行设计即可：优先按照出现频率排序，如果频率相同，则按照字典序排序即可

具体代码如下（用了一点 C++11 中的知识）

//map + sort
class Solution {
public:
    vector<string> topKFrequent(vector<string>& words, int k) {
        //统计每个单词出现的频率，同时先按照字典序排序
        map<string, int> table;
        for(auto e : words)
            table[e]++;

        //将处理好的数据存入数组中
        vector<pair<string, int>> vTable(table.begin(), table.end());

        //按照出现频率进行二次排序
        sort(vTable.begin(), vTable.end(), 
        [](const pair<string, int>& kv1, const pair<string, int>& kv2)->bool
        {
            return kv1.second == kv2.second ? kv1.first < kv2.first : kv1.second > kv2.second;
        });

        //取出前 k 个高频单词
        vector<string> vs;
        for(int i = 0; i < k; i++)
            vs.push_back(vTable[i].first);
        
        return vs;
    }
};

C++【set 和 map 学习及使用】

C++11 中的 lambda 表达式还是很香的

注意：优先按照出现频率进行排序，如果频率相同时，就按字典序排序，所以写成 kv1.first < kv2.first （小的单词排在前面，就是字典序）

解法二：map + set

同样的，先使用 map 统计单词出现频率，此时已经按照字典序进行了排序，然后将 pair 看作一个键值存入 set 中，改变 set 中的比较逻辑（先按出现频率排序，如果相关就按照字典序排序）

整体思路与 map + sort 没啥区别，不过此时是直接使用 set 进行排序，没必要借助 vector

//map + set
class Solution {
public:
    struct Compare
    {
        bool operator()(const pair<string, int>& kv1, const pair<string, int>& kv2) const
        {
            return kv1.second == kv2.second ?
                   kv1.first < kv2.first :  //如果两个频率相等，比较字典序
                   kv1.second > kv2.second ;    //不相等比较频率
        }
    };

    vector<string> topKFrequent(vector<string>& words, int k) {
        map<string, int> table;
        for(auto e : words)
            table[e]++;
        
        set<pair<string, int>, Compare> sortSet(table.begin(), table.end());

        vector<string> vs;
        auto it = sortSet.begin(); 
        for(int i = 0; i < k; ++it, ++i)
            vs.push_back(it->first);

        return vs;
    }
};

C++【set 和 map 学习及使用】

解法三：map + multimap

这个解法就有点狠了，直接使用 map 与 multimap 互导，完成排序

map 按照字典序排序，并统计出频率
multimap 在 map 的基础上，按照频率排序

注意：需要使用 multimap，避免相同频率的单词丢失

//map + multimap
class Solution {
public:
    vector<string> topKFrequent(vector<string>& words, int k) {
        //先统计出现频率，同时按照字典序排序
        map<string, int> mapTbale;
        for(auto e : words)
            mapTbale[e]++;
        
        //将 map 中的数据存入 multimap 中，按照频率排序
        multimap<int, string, greater<int>> multimapTable;
        for(auto &e : mapTbale)
            multimapTable.insert(make_pair(e.second, e.first));
        
        //取出前k个高频单词
        vector<string> vs;
        auto it = multimapTable.begin();
        for(int i = 0; i < k; ++it, ++i)
            vs.push_back(it->second);
        
        return vs;
    }
};

C++【set 和 map 学习及使用】

这种写法十分巧妙，代码也很简洁，完美体现了 map 和 multimap 的价值

关于这道题还有其他解法，比如 利用优先级队列解决 Tok-K，感兴趣的同学可以自己下去研究，这里就不再展开叙述

4.2、复杂链表的复制

题目链接：剑指 Offer 35. 复杂链表的复制

C++【set 和 map 学习及使用】

题目分析：复杂链表的深度拷贝，将题目给定的链表进行复制，这个链表比较特殊，不仅指向下一个节点，还随机指向空或其他节点

之前的解法是在两个节点新增节点，然后更改链接关系，比较麻烦，现在可以借助 map 建立映射关系，直接照着原链表更改链接关系即可

C++【set 和 map 学习及使用】

//剑指 Offer 35. 复杂链表的复制
//https://leetcode.cn/problems/fu-za-lian-biao-de-fu-zhi-lcof/

class Solution {
public:
    Node* copyRandomList(Node* head) {
        map<Node*, Node*> copyNodeMap;  //存放原来的链表节点，及新的链表节点
        Node* cur = head;
        Node* copyHead = nullptr;
        Node* copyTail = nullptr;

        //先拷贝出链表
        while(cur)
        {
            Node* copy = new Node(cur->val);
            copyNodeMap[cur] = copy;

            if(copyHead == nullptr)
            {
                copyHead = copyTail = copy;
            }
            else
            {
                copyTail->next = copy;
                copyTail = copyTail->next;
            }

            cur = cur->next;
        }

        //初步拷贝已完成，进行随机指针的拷贝
        cur = head;
        while(cur)
        {
            //非常重要的一步
            copyNodeMap[cur]->random = copyNodeMap[cur->random];
            cur = cur->next;
        }

        return copyHead;
    }
};

C++【set 和 map 学习及使用】

map 在这种场景中是非常强大的！使得 原链表节点和新链表节点之间形成了一种羁绊关系，但 两者之间互不影响

5、补充：交集与差集

下面是一些补充知识，主要是关于 交集和差集 的

5.1、如何查找交集？

交集，指两个数组中相同的元素所构成的集合

求交集的步骤如下：

先将两个数组排序 + 去重
遍历两个数组
如果不相等，小的 ++
相等就是交集，记录下来
其中一方走完，所有交集就查找完了

排序 + 去重，这就不就是 set 吗？

题目链接：349. 两个数组的交集

C++【set 和 map 学习及使用】

直接上代码

//349. 两个数组的交集
//https://leetcode.cn/problems/intersection-of-two-arrays/description/

class Solution {
public:
    vector<int> intersection(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) {
        //排序 + 去重
        set<int> s1(nums1.begin(), nums1.end());
        set<int> s2(nums2.begin(), nums2.end());

        //查找交集
        vector<int> v;
        auto it1 = s1.begin();
        auto it2 = s2.begin();

        while(it1 != s1.end() && it2 != s2.end())
        {
            if(*it1 < *it2)
                ++it1;
            else if(*it1 > *it2)
                ++it2;
            else
            {
                v.push_back(*it1);
                ++it1;
                ++it2;
            }
        }

        return v;
    }
};

C++【set 和 map 学习及使用】

5.2、如何查找差集？

至于差集的查找，思路和交集差不多

求差集的步骤如下：

先将两个数组排序 + 去重
遍历两个数组
如果相等，同时 ++
不相等，小的一方记录后，再 ++
其中一方走完，再遍历另一方，此时其中的所有元素都是差集

🌆总结

以上就是本次关于 C++【set 和 map 学习和使用】的全部内容了，在这篇文章中我们先学习了关联式容器相关知识，然后学习了 set、multiset、map 以及 multimap 的使用，最后通过一些题目见识到了 set 和 map 的强大之处，希望你在阅读本文后，能够收获相关知识

C++【set 和 map 学习及使用】