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不忘初心,奋力前行

C++面向对象程序设计课程笔记(第九周)(上)

本文于600天之前发表,文中内容可能已经过时,如有问题,请联系我。

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 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 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, class A = allocator > 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。 less模板: template 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)。

(**1multiset**的用法 #include using namespace std; class A { }; int main() { multiset 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等价于multiset<A, less> 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 #include using namespace std; template 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 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, class A = allocator> class set{} 插入set中已有元素时,忽略插入。例程如下: #include #include using namespace std; int main() { typedef set::iterator IT; int a[5] = { 3,4,6,1,2 }; set 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, class A = allocator> class multimap{ typedef pairvalue_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 定义关键字的“小于”关系。 例程: #include #include using namespace std; int main() { typedef multimap<int, double, less> mmid; mmid pairs; cout << “1)” << pairs.count(15) << endl; pairs.insert(mmid::value_type(15, 2.7));//typedef pairvalue_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 Jack 12 78 Percy 9 81 Tom 11 79 Tom 11 79 程序如下: #include #include #include using namespace std; class CStudent { public: struct CInfo { int id; string name; }; int score; CInfo info; }; typedef multimap<int, CStudent::CInfo> MAP_STD;//pair模板只允许first和second两个参数 int main() { MAP_STD mp; CStudent st; string cmd; while(cin>>cmd){ if (cmd == “Add”) { cin >> st.info.name >> st.info.id >> st.score; mp.insert(MAP_STD::value_type(st.score, st.info)); //mp.insert(make_pair(st.scorest.info));也可以 } else if (cmd == “Query”) { int score; cin >> score; MAP_STD::iterator p = mp.lower_bound(score); if (p != mp.begin()) { –p; score = p->first;//比要查询分数低的最高分 MAP_STD::iterator maxp = p;//已经是比分数低的最高分的位置 int maxId = p->second.id; for (; p != mp.begin() && p->first == score; –p) { if (p->second.id > maxId) { maxp = p; maxId = p->second.id; } } if (p->first == score) { if (p->second.id > maxId) { maxp = p; maxId = p->second.id; } } cout << maxp->second.name << “ “ << maxp->second.id << “ “ << maxp->first << endl; } else cout << “Nobody” << endl; } } system(“pause”); return 0; } 2.map** template<class Key, class T, class Pred = less, class A = allocator > class map { typedef pair value_type; }; map中的元素都是pair模板类对象。关键字(first成员变量)各不相同。元素按照关键字从小到大排列,缺省情况下用less,即“<”定义“小于”。 3.map的[]成员函数 若pairs为map模版类的对象, pairs[key] 返回对关键字等于key的元素的值(second成员变量)的引用。若没有关键字为key的元素,则会往pairs里插入一个关键字为key的元素,其值用无参构造函数初始化,并返回其值的引用。 如: map<int, double> pairs; 则 pairs[50]=5;会修改paris中关键字为50的元素,使其值变为5。若不存在关键字等于50的元素,则插入此元素,并使其值变为5。

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