這兩個容器都是以紅黑樹爲底層機制實現的，set中每個節點只有一個值，也就是把鍵值作爲實值來用，而map中每個節點有兩個值，把鍵值和實值分開
一、set特點
- set底層就是紅黑樹機制，並且鍵值就是實值。所有set元素在插入時，就會按照實值(也是鍵值)自動被排序。，也就是紅黑樹中每個節點中_M_value_field變量存儲的都是單一類型的值。
- set中不允許兩個相同鍵值存在，因爲set插入時使用的是紅黑樹中的insert_unique類。
- 插入到set中的元素不能夠修改，因爲一旦修改，就會破壞紅黑樹的組織
- set的迭代器不會因爲刪除增加等操作而失效
二、set源碼精解
①如何實現鍵值和實值一樣
template <class _Key, class _Compare, class _Alloc>
class set {
...
public:
// typedefs:
typedef _Key key_type;
typedef _Key value_type;//實值和鍵值都定義爲_Key
typedef _Compare key_compare;
typedef _Compare value_compare;//實值比較函數和鍵值比較函數是同一個
private:
typedef _Rb_tree<key_type, value_type,
_Identity<value_type>, key_compare, _Alloc> _Rep_type;//注意一
_Rep_type _M_t; // 唯一的成員變量，就是一個紅黑樹變量，
...
};
注意：注意一這句程序是讓map和set實現不同的主要地方。尤其是紅黑樹中的第三個模板參數_KeyOfValue，這個模板參數告訴紅黑樹，如果由value_type得到key_type。在set中填入的函數原型如下：
//就是把原值返回，所以value_type就是key_type，也就實現了set的特點，鍵值和實值一樣
template <class _Tp>
struct _Identity : public unary_function<_Tp,_Tp> {
const _Tp& operator()(const _Tp& __x) const { return __x; }
};
②set的迭代器
typedef typename _Rep_type::const_iterator iterator;
set的迭代器就是紅黑樹的常數迭代器，這也阻止了set中元素的修改
③set插入函數
pair<iterator,bool> insert(const value_type& __x) {
pair<typename _Rep_type::iterator, bool> __p = _M_t.insert_unique(__x); //正因爲這裏使用的是insert_unique函數，所以不能有重複鍵值
return pair<iterator, bool>(__p.first, __p.second);
}
其他：在set中，應該使用紅黑樹的find函數，而不是stl提供的find函數。
三、multiset
multiset和set唯一的差別就是multiset允許鍵值重複，也就是在insert函數上不一樣，multiset的insert函數如下：
iterator insert(iterator __position, const value_type& __x) {
typedef typename _Rep_type::iterator _Rep_iterator;
return _M_t.insert_equal((_Rep_iterator&)__position, __x);//使用了insert_equal函數
}
四、map特點
- map也是以紅黑樹爲底層機制，並且map在紅黑樹中存儲的所有數據都是pair(從程序角度來看就是每個節點中的_M_value_field變量類型都是pair)，pair中第一個元素是鍵值，第二個元素是實值。
- map不允許兩個元素擁有相同的鍵值。
- 可以修改map中元素的實值，但是不能修改元素的鍵值，原因和set是一樣的
- map的迭代器不會因爲刪除增加等操作而失效
五、map源碼精解
①如何實現鍵值和實值區分開
class map {
public:
typedef _Key key_type;//鍵值類型
typedef _Tp data_type;//數據值類型
typedef _Tp mapped_type;
typedef pair<const _Key, _Tp> value_type;//實值爲pair類型
typedef _Compare key_compare;
private:
typedef _Rb_tree<key_type, value_type,
_Select1st<value_type>, key_compare, _Alloc> _Rep_type;//註釋一
_Rep_type _M_t;
注意：在註釋一里，紅黑樹模板的第三個模板參數_Select1st<value_type>的函數原型如下：
template <class _Pair>
struct _Select1st : public unary_function<_Pair, typename _Pair::first_type> {
const typename _Pair::first_type& operator()(const _Pair& __x) const {
return __x.first;
}
};
這個函數就是把pair中的第一個元素返回出來，所以鍵值就是實值中的第一個元素。
②map迭代器
typedef typename _Rep_type::iterator iterator;
map迭代器就是紅黑樹迭代器，因爲可以改節點中pair的第二個元素。
③map的嵌套類value_compare中重載了括號函數
bool operator()(const value_type& __x, const value_type& __y) const {
return comp(__x.first, __y.first);
}
第一眼看這種寫法沒有看懂，其實就是在類對象後面使用()函數時，如果裏面是兩個value_type類型的入口採參數，那麼就會執行這個函數。不過這是map中的一個嵌套類。下面就來試驗一下重定義()運算符
測試程序：
class test
{
public:
bool operator()(int a, int b)
{
cout << a << " " << b << endl;
return false;
}
};
int main()
{
test t;//初始化的時候不可以使用這個括號運算符
//test t(10,20);這樣是錯誤的
t(30, 40);
system("pause");
}
④map中重載[]運算符
源碼如下：
//這個運算符的作用是如果有k值，就返回k值在樹中的迭代器，如果沒有，就插入到樹中，然後返回插入位置的迭代器
_Tp& operator[](const key_type& __k) {//注意入口參數是鍵值
iterator __i = lower_bound(__k);
// __i->first is greater than or equivalent to __k.
//__i->first大於等於__k
if (__i == end() || key_comp()(__k, (*__i).first))//如果__k不在紅黑樹中，就插入
//其中__i == end()表明樹中沒有大於等於__k的值，所以__k不在樹中
//key_comp()(__k, (*__i).first)如果爲真，說明__k小於__i->first，說明__k不在樹中
__i = insert(__i, value_type(__k, _Tp()));//創建一個實值爲0的節點
return (*__i).second;
}
注意返回值是一個引用返回，並且該變量是存儲在堆上的，所以這個函數返回值既可以當左值，也可以當右值。
（？？？但是對原理不太明白，函數返回引用也不太明白，有待進一步理解）
可以參考這篇博客：https://blog.csdn.net/guonengneng/article/details/88880956
因此我之前經常喜歡用map來計數，其原理就是這樣，如果有這個鍵值，就使用這個鍵值，如果沒有，就插入。
//比如有如下的情形，有一組int數據，範圍從1到10，我想知道其中1有多少個，2有多少個，以此類推。可以使用map
int a[] = { 1, 2, 3, 1, 2, 3, 4, 5, 3, 4, 6 };
map<int, int> test;
for (int i = 0; i < 11; i++)
{
test[a[i]]++;
}
for (map<int, int>::iterator i = test.begin(); i != test.end(); i++)
{
cout << i->first << "個數爲:" << i->second << endl;
}
結果如下：
⑤map中的插入和set差不多，就不詳述了
六、mutlimap
和multiset一樣，就是在插入時，使用了insert_equal。
並且mutlimap沒有再重載[]運算符了，也就是這個運算符用不了了。