STL set,map

一.set和multiset
set, multiset, map, multimap
内部元素有序排列，新元素插入的位置取决于它的值，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

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() { }
    pair(const _T1& __a, const _T2& __b)
        : first(__a), second(__b) { }
    template<class _U1, class _U2>
    pair(const pair<_U1, _U2>& __p)
        : first(__p.first), second(__p.second) { }
};

map/multimap容器里放着的都是pair模版类的对象，且按first从小到大排序
第三个构造函数用法示例：
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 { …… };
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的缺省类型是 less<Key>。
less 模板的定义：
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

multiset的成员函数
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。
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。
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)。

#include <set>
using namespace std;
class A { };
int main() {
    multiset<A> a;
    a.insert( A()); //error
}

multiset <A> a;就等价于multiset<A, less<A>> a;
插入元素时， multiset会将被插入元素和已有元素进行比较。由于less模板是用 < 进行比较的，所以,这都要求 A 的对象能用 < 比较，即适当重载了 <。

#include <iostream>
#include <set> //使用multiset须包含此文件
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)
        //按个位数比大小
    { return ( a1.n % 10 ) < (a2.n % 10); }
};
typedef multiset<A> MSET1; //MSET1用 "<"比较大小
typedef multiset<A,MyLess> MSET2; //MSET2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; //输出 1) 2
    cout << "2) "; Print(m1.begin(),m1.end()); //输出 2) 4 8 19 22 22 33 40
        //m1元素： 4 8 19 22 22 33 40
    MSET1::iterator pp = m1.find(19);
    if( pp != m1.end() ) //条件为真说明找到
        cout << "found" << endl;
    //本行会被执行，输出 found
    cout << "3) "; cout << * m1.lower_bound(22) << ","
        <<* m1.upper_bound(22)<< endl;
    //输出 3) 22,33
    pp = m1.erase(m1.lower_bound(22),m1.upper_bound(22));
    //pp指向被删元素的下一个元素
    cout << "4) "; Print(m1.begin(),m1.end()); //输出 4) 4 8 19 33 40
    cout << "5) "; cout << * pp << endl; //输出 5) 33
    MSET2 m2; // m2里的元素按n的个位数从小到大排
    m2.insert(a,a+SIZE);
    cout << "6) "; Print(m2.begin(),m2.end()); //输出 6) 40 22 33 4 8 19


    //m1元素： 4 8 19 22 22 33 40
    pp = m1.find(19);
    if( pp != m1.end() ) //条件为真说明找到
    cout << "found" << endl;
    //本行会被执行，输出 found
    cout << "3) "; cout << * m1.lower_bound(22) << ","
    <<* m1.upper_bound(22)<< endl;
    //输出 3) 22,33
    pp = m1.erase(m1.lower_bound(22),m1.upper_bound(22));
    //pp指向被删元素的下一个元素
    cout << "4) "; Print(m1.begin(),m1.end()); //输出 4) 4 8 19 33 40
    cout << "5) "; cout << * pp << endl; //输出 5) 33
    MSET2 m3; // m2里的元素按n的个位数从小到大排
    m3.insert(a,a+SIZE);
    cout << "6) "; Print(m3.begin(),m3.end()); //输出 6) 40 22 33 4 8 19
    return 0;
} 
//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。

//输出：
//1) 2
//2) 4 8 19 22 22 33 40
//3) 22,33
//4) 4 8 19 33 40
//5) 33
//6) 40 22 33 4 8 19

2.set
template<class Key, class Pred = less<Key>,class A = allocator<Key> >class set { … }
插入set中已有的元素时，忽略插入。

#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); // st里是 1 2 3 4 6
    pair< IT,bool> result;
    result = st.insert(5); // st变成 1 2 3 4 5 6
    if( result.second ) //插入成功则输出被插入元素
        cout << * result.first << " inserted" << endl; //输出: 5 inserted
    if( st.insert(5).second ) cout << * result.first << endl;
    else
        cout << * result.first << " already exists" << endl; //输出 5 already exists
    pair<IT,IT> bounds = st.equal_range(4);
    cout << * bounds.first << "," << * bounds.second ; //输出： 4,5
    return 0;
}
//set用法示例
//输出结果：
//5 inserted
//5 already exists
//4,5

3.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。

#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; //求关键字等于某值的元素个数
    pairs.insert(mmid::value_type(30,111.11));
    pairs.insert(mmid::value_type(10,22.22));
    //输出:
    //1) 0
    //2) 2
    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 << ")" << ",";
}
//输出：
//1) 0
//2) 2
//(10,22.22),(15,2.7),(15,99.3),(20,9.3),(25,33.333),(30,111.11)

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

#include <iostream>
#include <map> //使用multimap需要包含此头文件
#include <string>
using namespace std;
class CStudent
{
public:
    struct CInfo //类的内部还可以定义类
    {
        int id;
        string name;
    };
    int score;
    CInfo info; //学生的其他信息
};
typedef multimap<int, CStudent::CInfo> MAP_STD;

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.score,st.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;
                int maxId = p->second.id;
                //iterator lower_bound(const T & val);
                //查找一个最大的位置 it,使得[begin(),it) 中所有元素的first都比 val 小。
                for( ; p != mp.begin() && p->first ==score; --p) {
                    //遍历所有成绩和score相等的学生
                    if( p->second.id > maxId ) {
                        maxp = p;
                        maxId = p->second.id ;
                    }
                }
                if( p->first == score) {
                    //如果上面循环是因为 p == mp.begin()
                    // 而终止，则p指向的元素还要处理
                    if( p->second.id > maxId ) {
                        maxp = p;
                        maxId = p->second.id ;
                    }
                }
                cout << maxp->second.name << " " << maxp->second.id << " " << maxp->first << endl;
            }
            else
                //lower_bound的结果就是 begin，说明没人分数比查询分数低
                cout << "Nobody" << endl;
        }
    }
    return 0;
}

4.map
template<class Key, class T, class Pred = less<Key>,class A = allocator<T> >
class map {
….
typedef pair<const Key, T> 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<Key>,即“ <” 定义“小于”。

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pairs中关键字为50的元素，使其值变成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。

#include <iostream>
#include <map>
using namespace std;
template <class Key,class Value>
ostream & operator <<( ostream & o, const pair<Key,Value> & p)
{
    o << "(" << p.first << "," << p.second << ")";
    return o;
}

int main() {
    typedef map<int, double,less<int> > mmid;
    mmid pairs;
    cout << "1) " << pairs.count(15) << endl;
    pairs.insert(mmid::value_type(15,2.7));
    pairs.insert(make_pair(15,99.3)); //make_pair生成一个pair对象
    cout << "2) " << pairs.count(15) << endl;
    pairs.insert(mmid::value_type(20,9.3));
    mmid::iterator i;
    cout << "3) ";
    for( i = pairs.begin(); i != pairs.end();i ++ )
        cout << * i << ",";
    cout << endl;
    //输出：
    //    1) 0
    //    2) 1
    //    3) (15,2.7),(20,9.3),
    //    20
    cout << "4) ";
    int n = pairs[40];//如果没有关键字为40的元素，则插入一个
    for( i = pairs.begin(); i != pairs.end();i ++ )
        cout << * i << ",";
    cout << endl;
    cout << "5) ";
    pairs[15] = 6.28; //把关键字为15的元素值改成6.28
    for( i = pairs.begin(); i != pairs.end();i ++ )
        cout << * i << ",";
}
//输出：
//1) 0
//2) 1
//3) (15,2.7),(20,9.3),
//4) (15,2.7),(20,9.3),(40,0),
//5) (15,6.28),(20,9.3),(40,0),