什么是关联式容器

STL容器分为两类：

序列式容器
关联式容器

序列式不必多说，前面已经介绍过。

关联式与序列式容器的不同有以下几点：

关联式容器存储的元素是以”键值对<key,value>”的形式存在。
关联式容器的排序与元素有关。序列式容器中的元素默认是未经过排序的，而关联式容器默认会根据每个元素的key值按照算法排序。

注意，关联式容器所具备的这些特点，归咎于STL标准库在实现该类型容器时，底层选用了“红黑树”的数据结构来组织和存储键值对。

弃用序列式容器，转而选用关联式容器存储元素，往往就是看中了关联式容器可以快速查找、读取或者删除所存储的元素，同时该类型容器插入元素的效率也比序列式容器高。

C++ STL关联式容器类别

关联式容器名称	特点
map	定义在头文件中，使用该容器存储的数据，其各个元素的键必须是唯一的（即不能重复），该容器会根据各元素键的大小，默认进行升序排序（调用 std::less）。
set	定义在头文件中，使用该容器存储的数据，各个元素键和值完全相同，且各个元素的值不能重复（保证了各元素键的唯一性）。该容器会自动根据各个元素的键（其实也就是元素值）的大小进行升序排序（调用 std::less）。
multimap	定义在头文件中，和 map 容器唯一的不同在于，multimap 容器中存储元素的键可以重复。
multiset	定义在头文件中，和 set 容器唯一的不同在于，multiset 容器中存储元素的值可以重复（一旦值重复，则意味着键也是重复的）。

除此之外，C++ 11 还新增了 4 种哈希容器，即 unordered_map、unordered_multimap 以及 unordered_set、unordered_multiset。严格来说，它们也属于关联式容器，但由于哈希容器底层采用的是哈希表，而不是红黑树，后续再讲。

简单的示例:

#include <iostream>
#include <map> //使用map容器，必须引入该头文件
#include <string>

int main()
{
    using namespace std;

    //创建map1
    map<string, string> map1;

    //插入数据
    map1["key1"] = "value1";
    map1["key2"] = "value2";
    map1["key3"] = "value3";

    //使用map迭代器遍历map1容器。
    for (map<string, string>::iterator i = map1.begin(); i != map1.end(); ++i)
    {
        cout << i->first << ":" << i->second << endl;
    }

    return 0;
}

输出结果。

key1:value1

key2:value2

key3:value3

pair类模板与键值对

我们知道关联式容器存储的元素是以“键值对”的形式存在。

但是，所谓的“键值对”并不是普通的数据类型，存储问题需要使用一个复杂数据类型来表示。这个数据类型便是pair。pari的意思是“一对，一双”的意思，可以说是挺抽象的。

C++ STL提供了pair类模板，创建一个新的元素<first,second>。

pair类模板的构造函数

注意，pair 类模板定义在头文件中。

在 C++ 11 标准之前，pair 类模板中提供了以下 3 种构造函数：

#1) 默认构造函数，即创建空的 pair 对象
pair();
#2) 直接使用 2 个元素初始化成 pair 对象
pair (const first_type& a, const second_type& b);
#3) 拷贝（复制）构造函数，即借助另一个 pair 对象，创建新的 pair 对象
template<class U, class V> pair (const pair<U,V>& pr);

在 C++ 11 标准中，在引入”右值引用”的基础上，pair 类模板中又增添了如下 2 个构造函数：

#4) 移动构造函数
template<class U, class V> pair (pair<U,V>&& pr);
#5) 使用右值引用参数，创建 pair 对象
template<class U, class V> pair (U&& a, V&& b);

除此之外，C++ 11 标准中 pair 类模板还新增加了如下一种构造函数：pair (piecewise_construct_t pwc, tuple<Args1...> first_args, tuple<Args2...> second_args);

，该构造 pair 类模板的方式很少用到。

pair对象的创建

#include <iostream>
#include <utility>
#include <string>

int main(){

    using namespace std;

    pair<string,string> pair1; //无参构造

    pair<string,string> pair2("pair2-key1","pair2-value1"); //有参构造

    pair<string,string> pair3(pair2); //拷贝构造

    pair<string,string> pair4(make_pair("pair4-key1","pair4-value1")); //调用移动构造函数

    pair<string,string> pair5(string("pair5-key1"),string("pair5-value1")); // 

    cout<<"pair1:"<< pair1.first << "-" << pair1.second << endl;
    cout<<"pair2:"<< pair2.first << "-" << pair2.second << endl;
    cout<<"pair3:"<< pair3.first << "-" << pair3.second << endl;
    cout<<"pair4:"<< pair4.first << "-" << pair4.second << endl;
    cout<<"pair5:"<< pair5.first << "-" << pair5.second << endl;



    return 0;
}

输出结果：

pair1:-

pair2:pair2-key1-pair2-value1

pair3:pair2-key1-pair2-value1

pair4:pair4-key1-pair4-value1

pair5:pair5-key1-pair5-value1

上面代码中，调用了make_pair()函数，其也是头文件下。使用make_pair()函数的返回值（是一个临时变量）作为参数传递给pair()构造函数时，其调用的是移动构造函数，而不是拷贝构造函数。

上面的代码中，在C++ 11还允许我们通过以下代码为pair1对象赋值：

1
2
3

pair<string,string> pair1; //无参构造
pair1.first="pair1-key1";
pair1.second="pair1-value1";

输出结果：

pair1:pair1-key1-pair1-value1

pair2:pair2-key1-pair2-value1

pair3:pair2-key1-pair2-value1

pair4:pair4-key1-pair4-value1

pair5:pair5-key1-pair5-value1

同时，上面程序中 pair4 对象的创建过程，还可以写入如下形式，它们是完全等价的：

1 2	pair <string, string> pair4 = make_pair("C++教程", "http://c.biancheng.net/cplus/"); cout << "pair4: " << pair4.first << " " << pair4.second << endl;

pair对象的重载运算符

头文件中除了提供创建 pair 对象的方法之外，还为 pair 对象重载了 <、<=、>、>=、==、!= 这 6 的运算符，其运算规则是：对于进行比较的 2 个 pair 对象，先比较 pair.first 元素的大小，如果相等则继续比较 pair.second 元素的大小。

注意，对于进行比较的 2 个 pair 对象，其对应的键和值的类型比较相同，否则将没有可比性，同时编译器提示没有相匹配的运算符，即找不到合适的重载运算符。

举个例子：

#include <iostream>
#include <utility>      // pair
#include <string>       // string
using namespace std;
int main() {
    pair <string, int> pair1("STL教程", 20);
    pair <string, int> pair2("C++教程", 20);
    pair <string, int> pair3("C++教程", 30);
    //pair1和pair2的key不同，value相同
    if (pair1 != pair2) {
        cout << "pair != pair2" << endl;
    }
    //pair2和pair3的key相同，value不同
    if (pair2 != pair3) {
        cout << "pair2 != pair3" << endl;
    }
    return 0;
}

程序执行结果为：

pair != pair2

pair2 != pair3

最后需要指出的是，pair类模板还提供有一个 swap() 成员函数，能够互换 2 个 pair 对象的键值对，其操作成功的前提是这 2 个 pair 对象的键和值的类型要相同。例如：

#include <iostream>
#include <utility>      // pair
#include <string>       // string
using namespace std;
int main() {
    pair <string, int> pair1("pair", 10);                   
    pair <string, int> pair2("pair2", 20);
    //交换 pair1 和 pair2 的键值对
    pair1.swap(pair2);
    cout << "pair1: " << pair1.first << " " << pair1.second << endl;
    cout << "pair2: " << pair2.first << " " << pair2.second << endl;
    return 0;
}

程序执行结果为：

pair1: pair2 20

pair2: pair 10

map容器

作为关联式容器，map容器存储的都是pair对象。

在使用map容器存储多个键值对时，该容器会根据各个键值对的key值的大小进行排序。默认情况下，map容器选用std::less<T>排序规则（T是key的数据类型），其会根据key值的大小进行升序排序。当然我们可以修改排序规则。后续讲解。

使用 map 容器存储的各个键值对，键的值既不能重复也不能被修改。换句话说，map 容器中存储的各个键值对不仅键的值独一无二，键的类型也会用 const 修饰，这意味着只要键值对被存储到 map 容器中，其键的值将不能再做任何修改。

map容器的创建

map 容器定义在头文件中，并位于 std 命名空间中。因此，如果想使用 map 容器，代码中应包含如下语句：

1 2	#include <map> using namespace std;

注意，第二行代码不是必需的，如果不用，则后续程序中在使用 map 容器时，需手动注明 std 命名空间（强烈建议初学者使用）。

map 容器的模板定义如下：

template < class Key,                                     // 指定键（key）的类型
           class T,                                       // 指定值（value）的类型
           class Compare = less<Key>,                     // 指定排序规则
           class Alloc = allocator<pair<const Key,T> >    // 指定分配器对象的类型
           > class map;

可以看到，map 容器模板有 4 个参数，其中后 2 个参数都设有默认值。大多数场景中，我们只需要设定前 2 个参数的值，有些场景可能会用到第 3 个参数，但最后一个参数几乎不会用到。

map 容器的模板类中包含多种构造函数，因此创建 map 容器的方式也有多种，下面就几种常用的创建 map 容器的方法，做一一讲解。

1.
通过调用 map 容器类的默认构造函数，可以创建出一个空的 map 容器，比如：

1	std::map<std::string, int>myMap;

如果程序中已经默认指定了 std 命令空间，这里可以省略 std::。

通过此方式创建出的 myMap 容器，初始状态下是空的，即没有存储任何键值对。鉴于空 map 容器可以根据需要随时添加新的键值对，因此创建空 map 容器是比较常用的。

2.
当然在创建 map 容器的同时，也可以进行初始化，比如：

1	std::map<std::string, int>myMap{ {"C语言教程",10},{"STL教程",20} };

由此，myMap 容器在初始状态下，就包含有 2 个键值对。

再次强调，map 容器中存储的键值对，其本质都是 pair 类模板创建的 pair 对象。因此，下面程序也可以创建出一模一样的 myMap 容器：

1	std::map<std::string, int>myMap{std::make_pair("C语言教程",10),std::make_pair("STL教程",20)};

3.
除此之外，在某些场景中，可以利用先前已创建好的 map 容器，再创建一个新的 map 容器。例如：

1	std::map<std::string, int>newMap(myMap);

由此，通过调用 map 容器的拷贝（复制）构造函数，即可成功创建一个和 myMap 完全一样的 newMap 容器。

C++ 11 标准中，还为 map 容器增添了移动构造函数。当有临时的 map 对象作为参数，传递给要初始化的 map 容器时，此时就会调用移动构造函数。举个例子：

#创建一个会返回临时 map 对象的函数
std::map<std::string,int> disMap() {
	std::map<std::string, int>tempMap{ {"C语言教程",10},{"STL教程",20} };
	return tempMap;
}
//调用 map 类模板的移动构造函数创建 newMap 容器
std::map<std::string, int>newMap(disMap());

注意，无论是调用复制构造函数还是调用拷贝构造函数，都必须保证这 2 个容器的类型完全一致。

4.
map 类模板还支持取已建 map 容器中指定区域内的键值对，创建并初始化新的 map 容器。例如：

1 2	std::map<std::string, int>myMap{ {"C语言教程",10},{"STL教程",20} }; std::map<std::string, int>newMap(++myMap.begin(), myMap.end());

这里，通过调用 map 容器的双向迭代器，实现了在创建 newMap 容器的同时，将其初始化为包含一个 {“STL教程”,20} 键值对的容器。

有关 map 容器迭代器，后续章节会做详细讲解。

5.
当然，在以上几种创建 map 容器的基础上，我们都可以手动修改 map 容器的排序规则。默认情况下，map 容器调用 std::less 规则，根据容器内各键值对的键的大小，对所有键值对做升序排序。

因此，如下 2 行创建 map 容器的方式，其实是等价的：

1 2	std::map<std::string, int>myMap{ {"C语言教程",10},{"STL教程",20} }; std::map<std::string, int, std::less<std::string> >myMap{ {"C语言教程",10},{"STL教程",20} };

以上 2 中创建方式生成的 myMap 容器，其内部键值对排列的顺序为：

1 2	<"C语言教程", 10> <"STL教程", 20>

下面程序手动修改了 myMap 容器的排序规则，令其作降序排序：

1	std::map<std::string, int, std::greater<std::string> >myMap{ {"C语言教程",10},{"STL教程",20} };

此时，myMap 容器内部键值对排列的顺序为：

1 2	<"STL教程", 20> <"C语言教程", 10>

在某些特定场景中，我们还需要为 map 容器自定义排序规则，此部分知识后续将利用整整一节做重点讲解。

map容器的成员函数

成员方法	功能
begin()	返回指向容器中第一个（注意，是已排好序的第一个）键值对的双向迭代器。如果 map 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
end()	返回指向容器最后一个元素（注意，是已排好序的最后一个）所在位置后一个位置的双向迭代器，通常和 begin() 结合使用。如果 map 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
rbegin()	返回指向最后一个（注意，是已排好序的最后一个）元素的反向双向迭代器。如果 map 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的反向双向迭代器。
rend()	返回指向第一个（注意，是已排好序的第一个）元素所在位置前一个位置的反向双向迭代器。如果 map 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的反向双向迭代器。
cbegin()	和 begin() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的键值对。
cend()	和 end() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的键值对。
crbegin()	和 rbegin() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的键值对。
crend()	和 rend() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的键值对。
find(key)	在 map 容器中查找键为 key 的键值对，如果成功找到，则返回指向该键值对的双向迭代器；反之，则返回和 end() 方法一样的迭代器。另外，如果 map 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
lower_bound(key)	返回一个指向当前 map 容器中第一个大于或等于 key 的键值对的双向迭代器。如果 map 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
upper_bound(key)	返回一个指向当前 map 容器中第一个大于 key 的键值对的迭代器。如果 map 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
equal_range(key)	该方法返回一个 pair 对象（包含 2 个双向迭代器），其中 pair.first 和 lower_bound() 方法的返回值等价，pair.second 和 upper_bound() 方法的返回值等价。也就是说，该方法将返回一个范围，该范围中包含的键为 key 的键值对（map 容器键值对唯一，因此该范围最多包含一个键值对）。
empty()	若容器为空，则返回 true；否则 false。
size()	返回当前 map 容器中存有键值对的个数。
max_size()	返回 map 容器所能容纳键值对的最大个数，不同的操作系统，其返回值亦不相同。
operator[]	map容器重载了 [] 运算符，只要知道 map 容器中某个键值对的键的值，就可以向获取数组中元素那样，通过键直接获取对应的值。
at(key)	找到 map 容器中 key 键对应的值，如果找不到，该函数会引发 out_of_range 异常。
insert()	向 map 容器中插入键值对。
erase()	删除 map 容器指定位置、指定键（key）值或者指定区域内的键值对。后续章节还会对该方法做重点讲解。
swap()	交换 2 个 map 容器中存储的键值对，这意味着，操作的 2 个键值对的类型必须相同。
clear()	清空 map 容器中所有的键值对，即使 map 容器的 size() 为 0。
emplace()	在当前 map 容器中的指定位置处构造新键值对。其效果和插入键值对一样，但效率更高。
emplace_hint()	在本质上和 emplace() 在 map 容器中构造新键值对的方式是一样的，不同之处在于，使用者必须为该方法提供一个指示键值对生成位置的迭代器，并作为该方法的第一个参数。
count(key)	在当前 map 容器中，查找键为 key 的键值对的个数并返回。注意，由于 map 容器中各键值对的键的值是唯一的，因此该函数的返回值最大为 1。

map容器的迭代器

无论是前面学习的序列式容器，还是关联式容器，要想实现遍历操作，就必须要用到该类型容器的迭代器。当然，map 容器也不例外。

C++ STL 标准库为 map 容器配备的是双向迭代器（bidirectional iterator）。这意味着，map 容器迭代器只能进行 ++p、p++、--p、p--、*p 操作，并且迭代器之间只能使用 == 或者 != 运算符进行比较。

值得一提的是，相比序列式容器，map 容器提供了更多的成员方法，通过调用它们，我们可以轻松获取具有指定含义的迭代器。

成员方法	功能
begin()	返回指向容器中第一个（注意，是已排好序的第一个）键值对的双向迭代器。如果 map 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
end()	返回指向容器最后一个元素（注意，是已排好序的最后一个）所在位置后一个位置的双向迭代器，通常和 begin() 结合使用。如果 map 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
rbegin()	返回指向最后一个（注意，是已排好序的最后一个）元素的反向双向迭代器。如果 map 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的反向双向迭代器。
rend()	返回指向第一个（注意，是已排好序的第一个）元素所在位置前一个位置的反向双向迭代器。如果 map 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的反向双向迭代器。
cbegin()	和 begin() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的键值对。
cend()	和 end() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的键值对。
crbegin()	和 rbegin() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的键值对。
crend()	和 rend() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的键值对。
find(key)	在 map 容器中查找键为 key 的键值对，如果成功找到，则返回指向该键值对的双向迭代器；反之，则返回和 end() 方法一样的迭代器。另外，如果 map 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
lower_bound(key)	返回一个指向当前 map 容器中第一个大于或等于 key 的键值对的双向迭代器。如果 map 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
upper_bound(key)	返回一个指向当前 map 容器中第一个大于 key 的键值对的迭代器。如果 map 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
equal_range(key)	该方法返回一个 pair 对象（包含 2 个双向迭代器），其中 pair.first 和 lower_bound() 方法的返回值等价，pair.second 和 upper_bound() 方法的返回值等价。也就是说，该方法将返回一个范围，该范围中包含的键为 key 的键值对（map 容器键值对唯一，因此该范围最多包含一个键值对）。

map容器获取值

map 容器中存储的都是 pair 类型的键值对，但几乎在所有使用 map 容器的场景中，经常要做的不是找到指定的 pair 对象（键值对），而是从该容器中找到某个键对应的值。

注意，使用 map 容器存储的各个键值对，其键的值都是唯一的，因此指定键对应的值最多有 1 个。

庆幸的是，map 容器的类模板中提供了以下 2 种方法，可直接获取 map 容器指定键对应的值。

通过运算符[]
使用at()成员函数

map容器插入值

使用`运算符[]`

insert() 成员函数

无需指定插入位置，直接将键值对添加到 map 容器中。insert() 方法的语法格式有以下 2 种：```c
//1、引用传递一个键值对
pair<iterator,bool> insert (const value_type& val);
//2、以右值引用的方式传递键值对
template
pair<iterator,bool> insert (P&& val);


其中，val 参数表示键值对变量，同时该方法会返回一个 pair 对象，其中 pair.first 表示一个迭代器，pair.second 为一个 bool 类型变量：

   - 如果成功插入 val，则该迭代器指向新插入的 val，bool 值为 true；
   - 如果插入 val 失败，则表明当前 map 容器中存有和 val 的键相同的键值对（用 p 表示），此时返回的迭代器指向 p，bool 值为 false。
2. 除此之外，insert() 方法还支持向 map 容器的指定位置插入新键值对，该方法的语法格式如下：```
//以普通引用的方式传递 val 参数
iterator insert (const_iterator position, const value_type& val);
//以右值引用的方式传递 val 键值对参数
template <class P>
	iterator insert (const_iterator position, P&& val);

insert() 方法还支持向当前 map 容器中插入其它 map 容器指定区域内的所有键值对，该方法的语法格式如下：```c
template
void insert (InputIterator first, InputIterator last);


其中 first 和 last 都是迭代器，它们的组合<first,last>可以表示某 map 容器中的指定区域。
4. 除了以上一种格式外，insert() 方法还允许一次向 map 容器中插入多个键值对，其语法格式为：```c
void insert ({val1, val2, ...});

其中，vali 都表示的是键值对变量。

map容器operator[]和insert()效率对比

map 容器模板类中提供有 operator[ ] 和 insert() 这 2 个成员方法，而值得一提的是，这 2 个方法具有相同的功能，它们既可以实现向 map 容器中添加新的键值对元素，也可以实现更新（修改）map 容器已存储键值对的值。

即热如此。那么谁的效率高呢？

向map容器中增添元素，insert()效率更高。
更新map容器中的键值对，operator[]效率更高。

map emplace()和emplace_hint()方法详解

C++ STL map 类模板中还提供了 emplace() 和 emplace_hint() 成员函数，也可以实现向 map 容器中插入新的键值对。本节就来讲解这 2 个成员方法的用法。

值得一提的是，实现相同的插入操作，无论是用 emplace() 还是 emplace_hont()，都比 insert() 方法的效率高（后续章节会详细讲解）。

和 insert() 方法相比，emplace() 和 emplace_hint() 方法的使用要简单很多，因为它们各自只有一种语法格式。

1.
emplace() 方法的语法格式如下：

1 2	template <class... Args> pair<iterator,bool> emplace (Args&&... args);

参数 (Args&&… args) 指的是，这里只需要将创建新键值对所需的数据作为参数直接传入即可，此方法可以自行利用这些数据构建出指定的键值对。另外，该方法的返回值也是一个 pair 对象，其中 pair.first 为一个迭代器，pair.second 为一个 bool 类型变量：

当该方法将键值对成功插入到 map 容器中时，其返回的迭代器指向该新插入的键值对，同时 bool 变量的值为 true；
当插入失败时，则表明 map 容器中存在具有相同键的键值对，此时返回的迭代器指向此具有相同键的键值对，同时 bool 变量的值为 false。

2.
emplace_hint() 方法的功能和 emplace() 类似，其语法格式如下：

1 2	template <class... Args> iterator emplace_hint (const_iterator position, Args&&... args);

显然和 emplace() 语法格式相比，有以下 2 点不同：

该方法不仅要传入创建键值对所需要的数据，还需要传入一个迭代器作为第一个参数，指明要插入的位置（新键值对键会插入到该迭代器指向的键值对的前面）；
该方法的返回值是一个迭代器，而不再是 pair 对象。当成功插入新键值对时，返回的迭代器指向新插入的键值对；反之，如果插入失败，则表明 map 容器中存有相同键的键值对，返回的迭代器就指向这个键值对。

虽然 emplace_hint() 方法指定了插入键值对的位置，但 map 容器为了保持存储键值对的有序状态，可能会移动其位置。

map容器3种插入键值对的方法，谁的效率更高？

emplace() 和 emplace_hint() 的执行效率会比 insert() 高，那么为什么呢？

原因很简单，它们向 map 容器插入键值对时，底层的实现方式不同：

使用 insert() 向 map 容器中插入键值对的过程是，先创建该键值对，然后再将该键值对复制或者移动到 map 容器中的指定位置；
使用 emplace() 或 emplace_hint() 插入键值对的过程是，直接在 map 容器中的指定位置构造该键值对。

multimap容器

multimap 容器具有和 map 相同的特性，即 multimap 容器也用于存储 pair<const K, T> 类型的键值对（其中 K 表示键的类型，T 表示值的类型），其中各个键值对的键的值不能做修改；并且，该容器也会自行根据键的大小对存储的所有键值对做排序操作。

和 map 容器的区别在于，multimap 容器中可以同时存储多（≥2）个键相同的键值对。

multimap容器的创建

和 map 容器一样，实现 multimap 容器的类模板也定义在头文件，并位于 std 命名空间中。因此，在使用 multimap 容器前，程序应包含如下代码：

1 2	#include <map> using namespace std;

multimap 容器类模板的定义如下：

template < class Key,                                   // 指定键（key）的类型
           class T,                                     // 指定值（value）的类型
           class Compare = less<Key>,                   // 指定排序规则
           class Alloc = allocator<pair<const Key,T> >  // 指定分配器对象的类型
           > class multimap;

可以看到，multimap 容器模板有 4 个参数，其中后 2 个参数都设有默认值。

大多数场景中，我们只需要设定前 2 个参数的值，有些场景可能会用到第 3 个参数，但最后一个参数几乎不会用到。

multimap 类模板内部提供有多个构造函数，总的来说，创建 multimap 容器的方式可归为以下 5 种。

1.
通过调用 multimap 类模板的默认构造函数，可以创建一个空的 multimap 容器：

1	std::multimap<std::string, std::string>mymultimap;

如果程序中已经默认指定了 std 命令空间，这里可以省略 std::。

2.
当然，在创建 multimap 容器的同时，还可以进行初始化操作。比如：

//创建并初始化 multimap 容器
multimap<string, string>mymultimap{ {"C语言教程", "http://c.biancheng.net/c/"},
                                	{"Python教程", "http://c.biancheng.net/python/"},
                                	{"STL教程", "http://c.biancheng.net/stl/"} };

注意，使用此方式初始化 multimap 容器时，其底层会先将每一个{key, value}创建成 pair 类型的键值对，然后再用已建好的各个键值对初始化 multimap 容器。

实际上，我们完全可以先手动创建好键值对，然后再用其初始化 multimap 容器。下面程序使用了 2 种方式创建 pair 类型键值对，再用其初始化 multimap 容器，它们是完全等价的：

//借助 pair 类模板的构造函数来生成各个pair类型的键值对
multimap<string, string>mymultimap{
	pair<string,string>{"C语言教程", "http://c.biancheng.net/c/"},
	pair<string,string>{ "Python教程", "http://c.biancheng.net/python/"},
	pair<string,string>{ "STL教程", "http://c.biancheng.net/stl/"}
};
//调用 make_pair() 函数，生成键值对元素
//创建并初始化 multimap 容器
multimap<string, string>mymultimap{
	make_pair("C语言教程", "http://c.biancheng.net/c/"),
	make_pair("Python教程", "http://c.biancheng.net/python/"),
	make_pair("STL教程", "http://c.biancheng.net/stl/")
};

3.
除此之外，通过调用 multimap 类模板的拷贝（复制）构造函数，也可以初始化新的 multimap 容器。例如：

1	multimap<string, string>newmultimap(mymultimap);

由此，就成功创建一个和 mymultimap 完全一样的 newmultimap 容器。

在 C++ 11 标准中，还为 multimap 类增添了移动构造函数。即当有临时的 multimap 容器作为参数初始化新 multimap 容器时，其底层就会调用移动构造函数来实现初始化操作。举个例子：

//创建一个会返回临时 multimap 对象的函数
multimap<string, string> dismultimap() {
	multimap<string, string>tempmultimap{ {"C语言教程", "http://c.biancheng.net/c/"},{"Python教程", "http://c.biancheng.net/python/"} };
	return tempmultimap;
}  
//调用 multimap 类模板的移动构造函数创建 newMultimap 容器
multimap<string, string>newmultimap(dismultimap());

上面程序中，由于 dismultimap() 函数返回的 tempmultimap 容器是一个临时对象，因此在实现初始化 newmultimap 容器时，底层调用的是 multimap 容器的移动构造函数，而不再是拷贝构造函数。

注意，无论是调用复制构造函数还是调用拷贝构造函数，都必须保证这 2 个容器的类型完全一致。

4.
multimap 类模板还支持从已有 multimap 容器中，选定某块区域内的所有键值对，用作初始化新 multimap 容器时使用。例如：

//创建并初始化 multimap 容器
multimap<string, string>mymultimap{ {"C语言教程", "http://c.biancheng.net/c/"},
                                	{"Python教程", "http://c.biancheng.net/python/"},
                                	{"STL教程", "http://c.biancheng.net/stl/"} };
multimap<string, string>newmultimap(++mymultimap.begin(), mymultimap.end());

这里使用了 multimap 容器的迭代器，选取了 mymultimap 容器中的最后 2 个键值对，用于初始化 newmultimap 容器。

multimap 容器迭代器，和 map 容器迭代器的用法完全相同，这里不再赘述。

5.
前面讲到，multimap 类模板共可以接收 4 个参数，其中第 3 个参数可用来修改 multimap 容器内部的排序规则。默认情况下，此参数的值为std::less，这意味着以下 2 种创建 multimap 容器的方式是等价的：

1 2	multimap<char, int>mymultimap{ {'a',1},{'b',2} }; multimap<char, int, std::less<char>>mymultimap{ {'a',1},{'b',2} };

mymultimap 容器中键值对的存储顺序为：

<a,1>

<b,2>

下面程序利用了 STL 模板库提供的std::greater排序函数，实现令 multimap 容器对存储的键值对做降序排序：

1	multimap<char, int, std::greater<char>>mymultimap{ {'a',1},{'b',2} };

其内部键值对的存储顺序为：

<b,2>

<a,1>

在某些特定场景中，我们还可以为 multimap 容器自定义排序规则，此部分知识后续将利用整整一节做重点讲解。

multimap容器的成员函数

成员方法	功能
begin()	返回指向容器中第一个（注意，是已排好序的第一个）键值对的双向迭代器。如果 multimap 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
end()	返回指向容器最后一个元素（注意，是已排好序的最后一个）所在位置后一个位置的双向迭代器，通常和 begin() 结合使用。如果 multimap 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
rbegin()	返回指向最后一个（注意，是已排好序的最后一个）元素的反向双向迭代器。如果 multimap 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的反向双向迭代器。
rend()	返回指向第一个（注意，是已排好序的第一个）元素所在位置前一个位置的反向双向迭代器。如果 multimap 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的反向双向迭代器。
cbegin()	和 begin() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的键值对。
cend()	和 end() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的键值对。
crbegin()	和 rbegin() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的键值对。
crend()	和 rend() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的键值对。
find(key)	在 multimap 容器中查找首个键为 key 的键值对，如果成功找到，则返回指向该键值对的双向迭代器；反之，则返回和 end() 方法一样的迭代器。另外，如果 multimap 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
lower_bound(key)	返回一个指向当前 multimap 容器中第一个大于或等于 key 的键值对的双向迭代器。如果 multimap 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
upper_bound(key)	返回一个指向当前 multimap 容器中第一个大于 key 的键值对的迭代器。如果 multimap 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
equal_range(key)	该方法返回一个 pair 对象（包含 2 个双向迭代器），其中 pair.first 和 lower_bound() 方法的返回值等价，pair.second 和 upper_bound() 方法的返回值等价。也就是说，该方法将返回一个范围，该范围中包含的键为 key 的键值对。
empty()	若容器为空，则返回 true；否则 false。
size()	返回当前 multimap 容器中存有键值对的个数。
max_size()	返回 multimap 容器所能容纳键值对的最大个数，不同的操作系统，其返回值亦不相同。
insert()	向 multimap 容器中插入键值对。
erase()	删除 multimap 容器指定位置、指定键（key）值或者指定区域内的键值对。
swap()	交换 2 个 multimap 容器中存储的键值对，这意味着，操作的 2 个键值对的类型必须相同。
clear()	清空 multimap 容器中所有的键值对，使 multimap 容器的 size() 为 0。
emplace()	在当前 multimap 容器中的指定位置处构造新键值对。其效果和插入键值对一样，但效率更高。
emplace_hint()	在本质上和 emplace() 在 multimap 容器中构造新键值对的方式是一样的，不同之处在于，使用者必须为该方法提供一个指示键值对生成位置的迭代器，并作为该方法的第一个参数。
count(key)	在当前 multimap 容器中，查找键为 key 的键值对的个数并返回。

和 map 容器相比，multimap 未提供 at() 成员方法，也没有重载 [] 运算符。这意味着，map 容器中通过指定键获取指定指定键值对的方式，将不再适用于 multimap 容器。其实这很好理解，因为 multimap 容器中指定的键可能对应多个键值对，而不再是 1 个。

另外值的一提的是，由于 multimap 容器可存储多个具有相同键的键值对，因此表 1 中的 lower_bound()、upper_bound()、equal_range() 以及 count() 成员方法会经常用到。

下面例子演示了表 1 中部分成员方法的用法：

#include <iostream>
#include <map>  //map
using namespace std;   
int main()
{
    //创建并初始化 multimap 容器
    multimap<char, int>mymultimap{ {'a',10},{'b',20},{'b',15}, {'c',30} };
    //输出 mymultimap 容器存储键值对的数量
    cout << mymultimap.size() << endl;
    //输出 mymultimap 容器中存储键为 'b' 的键值对的数量
    cout << mymultimap.count('b') << endl;
    for (auto iter = mymultimap.begin(); iter != mymultimap.end(); ++iter) {
        cout << iter->first << " " << iter->second << endl;
    }
    return 0;
}

程序执行结果为：

a 10

b 20

b 15

c 30

set容器

和 map、multimap 容器不同，使用 set 容器存储的各个键值对，要求键 key 和值 value 必须相等。

举个例子，如下有 2 组键值对数据：

1 2	{<'a', 1>, <'b', 2>, <'c', 3>} {<'a', 'a'>, <'b', 'b'>, <'c', 'c'>}

第一组数据中各键值对的键和值不相等，而第二组中各键值对的键和值对应相等。对于 set 容器来说，只能存储第 2 组键值对，而无法存储第一组键值对。

基于 set 容器的这种特性，当使用 set 容器存储键值对时，只需要为其提供各键值对中的 value 值（也就是 key 的值）即可。仍以存储上面第 2 组键值对为例，只需要为 set 容器提供 {'a','b','c'} ，该容器即可成功将它们存储起来。

通过前面的学习我们知道，map、multimap 容器都会自行根据键的大小对存储的键值对进行排序，set 容器也会如此，只不过 set 容器中各键值对的键 key 和值 value 是相等的，根据 key 排序，也就等价为根据 value 排序。

另外，使用 set 容器存储的各个元素的值必须各不相同。更重要的是，从语法上讲 set 容器并没有强制对存储元素的类型做 const 修饰，即 set 容器中存储的元素的值是可以修改的。但是，C++ 标准为了防止用户修改容器中元素的值，对所有可能会实现此操作的行为做了限制，使得在正常情况下，用户是无法做到修改 set 容器中元素的值的。

对于初学者来说，切勿尝试直接修改 set 容器中已存储元素的值，这很有可能破坏 set 容器中元素的有序性，最正确的修改 set 容器中元素值的做法是：先删除该元素，然后再添加一个修改后的元素。

set容器的创建

，set 容器定义于头文件，并位于 std 命名空间中。因此如果想在程序中使用 set 容器，该程序代码应先包含如下语句：

1 2	#include <set> using namespace std;

注意，第二行代码不是必需的，如果不用，则后续程序中在使用 set 容器时，需手动注明 std 命名空间（强烈建议初学者使用）。

set 容器的类模板定义如下：

template < class T,                        // 键 key 和值 value 的类型
           class Compare = less<T>,        // 指定 set 容器内部的排序规则
           class Alloc = allocator<T>      // 指定分配器对象的类型
           > class set;

注意，由于 set 容器存储的各个键值对，其键和值完全相同，也就意味着它们的类型相同，因此 set 容器类模板的定义中，仅有第 1 个参数用于设定存储数据的类型。

对于 set 类模板中的 3 个参数，后 2 个参数自带默认值，且几乎所有场景中只需使用前 2 个参数，第 3 个参数不会用到。

常见的创建 set 容器的方法，大致有以下 5 种。

1.
调用默认构造函数，创建空的 set 容器。比如：

1	std::set<std::string> myset;

如果程序中已经默认指定了 std 命令空间，这里可以省略 std::。

由此就创建好了一个 set 容器，该容器采用默认的std::less<T>规则，会对存储的 string 类型元素做升序排序。注意，由于 set 容器支持随时向内部添加新的元素，因此创建空 set 容器的方法是经常使用的。

2.
除此之外，set 类模板还支持在创建 set 容器的同时，对其进行初始化。例如：

1
2
3

std::set<std::string> myset{"http://c.biancheng.net/java/",
                        	"http://c.biancheng.net/stl/",
                        	"http://c.biancheng.net/python/"};

由此即创建好了包含 3 个 string 元素的 myset 容器。由于其采用默认的 std::less 规则，因此其内部存储 string 元素的顺序如下所示：

“http://c.biancheng.net/java/“

“http://c.biancheng.net/python/“

“http://c.biancheng.net/stl/“

3.
set 类模板中还提供了拷贝（复制）构造函数，可以实现在创建新 set 容器的同时，将已有 set 容器中存储的所有元素全部复制到新 set 容器中。

例如，在第 2 种方式创建的 myset 容器的基础上，执行如下代码：

1
2
3

std::set<std::string> copyset(myset);
//等同于
//std::set<std::string> copyset = myset

该行代码在创建 copyset 容器的基础上，还会将 myset 容器中存储的所有元素，全部复制给 copyset 容器一份。

另外，C++ 11 标准还为 set 类模板新增了移动构造函数，其功能是实现创建新 set 容器的同时，利用临时的 set 容器为其初始化。比如：

set<string> retSet() {
	std::set<std::string> myset{ "http://c.biancheng.net/java/",
                        	"http://c.biancheng.net/stl/",
                        	"http://c.biancheng.net/python/" };
	return myset;
}
std::set<std::string> copyset(retSet());
//或者
//std::set<std::string> copyset = retSet();

注意，由于 retSet() 函数的返回值是一个临时 set 容器，因此在初始化 copyset 容器时，其内部调用的是 set 类模板中的移动构造函数，而非拷贝构造函数。

显然，无论是调用复制构造函数还是调用拷贝构造函数，都必须保证这 2 个容器的类型完全一致。

4.
在第 3 种方式的基础上，set 类模板还支持取已有 set 容器中的部分元素，来初始化新 set 容器。例如：

std::set<std::string> myset{ "http://c.biancheng.net/java/",
                "http://c.biancheng.net/stl/",
                "http://c.biancheng.net/python/" };
std::set<std::string> copyset(++myset.begin(), myset.end());

由此初始化的 copyset 容器，其内部仅存有如下 2 个 string 字符串：

“http://c.biancheng.net/python/“

“http://c.biancheng.net/stl/“

5.
以上几种方式创建的 set 容器，都采用了默认的std::less<T>规则。其实，借助 set 类模板定义中第 2 个参数，我们完全可以手动修改 set 容器中的排序规则。比如：

std::set<std::string,std::greater<string> > myset{
	"http://c.biancheng.net/java/",
	"http://c.biancheng.net/stl/",
	"http://c.biancheng.net/python/"};

通过选用 std::greater 降序规则，myset 容器中元素的存储顺序为:

“http://c.biancheng.net/stl/“

“http://c.biancheng.net/python/“

“http://c.biancheng.net/java/“

set容器的成员函数

成员方法	功能
begin()	返回指向容器中第一个（注意，是已排好序的第一个）元素的双向迭代器。如果 set 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
end()	返回指向容器最后一个元素（注意，是已排好序的最后一个）所在位置后一个位置的双向迭代器，通常和 begin() 结合使用。如果 set 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
rbegin()	返回指向最后一个（注意，是已排好序的最后一个）元素的反向双向迭代器。如果 set 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的反向双向迭代器。
rend()	返回指向第一个（注意，是已排好序的第一个）元素所在位置前一个位置的反向双向迭代器。如果 set 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的反向双向迭代器。
cbegin()	和 begin() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的元素值。
cend()	和 end() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的元素值。
crbegin()	和 rbegin() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的元素值。
crend()	和 rend() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的元素值。
find(val)	在 set 容器中查找值为 val 的元素，如果成功找到，则返回指向该元素的双向迭代器；反之，则返回和 end() 方法一样的迭代器。另外，如果 set 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
lower_bound(val)	返回一个指向当前 set 容器中第一个大于或等于 val 的元素的双向迭代器。如果 set 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
upper_bound(val)	返回一个指向当前 set 容器中第一个大于 val 的元素的迭代器。如果 set 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
equal_range(val)	该方法返回一个 pair 对象（包含 2 个双向迭代器），其中 pair.first 和 lower_bound() 方法的返回值等价，pair.second 和 upper_bound() 方法的返回值等价。也就是说，该方法将返回一个范围，该范围中包含的值为 val 的元素（set 容器中各个元素是唯一的，因此该范围最多包含一个元素）。
empty()	若容器为空，则返回 true；否则 false。
size()	返回当前 set 容器中存有元素的个数。
max_size()	返回 set 容器所能容纳元素的最大个数，不同的操作系统，其返回值亦不相同。
insert()	向 set 容器中插入元素。
erase()	删除 set 容器中存储的元素。
swap()	交换 2 个 set 容器中存储的所有元素。这意味着，操作的 2 个 set 容器的类型必须相同。
clear()	清空 set 容器中所有的元素，即令 set 容器的 size() 为 0。
emplace()	在当前 set 容器中的指定位置直接构造新元素。其效果和 insert() 一样，但效率更高。
emplace_hint()	在本质上和 emplace() 在 set 容器中构造新元素的方式是一样的，不同之处在于，使用者必须为该方法提供一个指示新元素生成位置的迭代器，并作为该方法的第一个参数。
count(val)	在当前 set 容器中，查找值为 val 的元素的个数，并返回。注意，由于 set 容器中各元素的值是唯一的，因此该函数的返回值最大为 1。

set容器的迭代器

和 map 容器不同，C++ STL 中的 set 容器类模板中未提供 at() 成员函数，也未对 [] 运算符进行重载。因此，要想访问 set 容器中存储的元素，只能借助 set 容器的迭代器。

值得一提的是，C++ STL 标准库为 set 容器配置的迭代器类型为双向迭代器。这意味着，假设 p 为此类型的迭代器，则其只能进行 ++p、p++、--p、p--、*p 操作，并且 2 个双向迭代器之间做比较，也只能使用 == 或者 != 运算符。

C++ set 容器迭代器方法:

成员方法	功能
begin()	返回指向容器中第一个（注意，是已排好序的第一个）元素的双向迭代器。如果 set 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
end()	返回指向容器最后一个元素（注意，是已排好序的最后一个）所在位置后一个位置的双向迭代器，通常和 begin() 结合使用。如果 set 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
rbegin()	返回指向最后一个（注意，是已排好序的最后一个）元素的反向双向迭代器。如果 set 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的反向双向迭代器。
rend()	返回指向第一个（注意，是已排好序的第一个）元素所在位置前一个位置的反向双向迭代器。通常和 rbegin() 结合使用。如果 set 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的反向双向迭代器。
cbegin()	和 begin() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的元素值。
cend()	和 end() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的元素值。
crbegin()	和 rbegin() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的元素值。
crend()	和 rend() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的元素值。
find(val)	在 set 容器中查找值为 val 的元素，如果成功找到，则返回指向该元素的双向迭代器；反之，则返回和 end() 方法一样的迭代器。另外，如果 set 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
lower_bound(val)	返回一个指向当前 set 容器中第一个大于或等于 val 的元素的双向迭代器。如果 set 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
upper_bound(val)	返回一个指向当前 set 容器中第一个大于 val 的元素的迭代器。如果 set 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
equal_range(val)	该方法返回一个 pair 对象（包含 2 个双向迭代器），其中 pair.first 和 lower_bound() 方法的返回值等价，pair.second 和 upper_bound() 方法的返回值等价。也就是说，该方法将返回一个范围，该范围中包含的值为 val 的元素（set 容器中各个元素是唯一的，因此该范围最多包含一个元素）。

注意，以上成员函数返回的迭代器，指向的只是 set 容器中存储的元素，而不再是键值对。另外，以上成员方法返回的迭代器，无论是 const 类型还是非 const 类型，都不能用于修改 set 容器中的值。

其中，Ei 表示 set 容器中存储的各个元素，它们的值各不相同。

set容器的插入数据

insert()成员函数

1.
只要给定目标元素的值，insert() 方法即可将该元素添加到 set 容器中，其语法格式如下：

//普通引用方式传参
pair<iterator,bool> insert (const value_type& val);
//右值引用方式传参
pair<iterator,bool> insert (value_type&& val);

其中，val 表示要添加的新元素，该方法的返回值为 pair 类型。

可以看到，以上 2 种语法格式的 insert() 方法，返回的都是 pair 类型的值，其包含 2 个数据，一个迭代器和一个 bool 值：

当向 set 容器添加元素成功时，该迭代器指向 set 容器新添加的元素，bool 类型的值为 true；
如果添加失败，即证明原 set 容器中已存有相同的元素，此时返回的迭代器就指向容器中相同的此元素，同时 bool 类型的值为 false。

2.
insert() 还可以指定将新元素插入到 set 容器中的具体位置，其语法格式如下：

//以普通引用的方式传递 val 值
iterator insert (const_iterator position, const value_type& val);
//以右值引用的方式传递 val 值
iterator insert (const_iterator position, value_type&& val);

以上 2 种语法格式中，insert() 函数的返回值为迭代器：

当向 set 容器添加元素成功时，该迭代器指向容器中新添加的元素；
当添加失败时，证明原 set 容器中已有相同的元素，该迭代器就指向 set 容器中相同的这个元素。

注意，使用 insert() 方法将目标元素插入到 set 容器指定位置后，如果该元素破坏了容器内部的有序状态，set 容器还会自行对新元素的位置做进一步调整。也就是说，insert() 方法中指定新元素插入的位置，并不一定就是该元素最终所处的位置。

3.
insert() 方法支持向当前 set 容器中插入其它 set 容器指定区域内的所有元素，只要这 2 个 set 容器存储的元素类型相同即可。

insert() 方法的语法格式如下：

1 2	template <class InputIterator> void insert (InputIterator first, InputIterator last);

其中 first 和 last 都是迭代器，它们的组合 [first,last) 可以表示另一 set 容器中的一块区域，该区域包括 first 迭代器指向的元素，但不包含 last 迭代器指向的元素。

4.
使用字面量。采用如下格式的 insert() 方法，可实现一次向 set 容器中添加多个元素：

1	void insert ( {E1, E2,...,En} );

其中，Ei 表示新添加的元素。

emplace()和emplace_hint()方法

emplace() 和 emplace_hint() 是 C++ 11 标准加入到 set 类模板中的，相比具有同样功能的 insert() 方法，完成同样的任务，emplace() 和 emplace_hint() 的效率会更高。

1.
emplace() 方法的语法格式如下：

1 2	template <class... Args> pair<iterator,bool> emplace (Args&&... args);

其中，参数 (Args&&… args) 指的是，只需要传入构建新元素所需的数据即可，该方法可以自行利用这些数据构建出要添加的元素。比如，若 set 容器中存储的元素类型为自定义的结构体或者类，则在使用 emplace() 方法向容器中添加新元素时，构造新结构体变量（或者类对象）需要多少个数据，就需要为该方法传入相应个数的数据。

另外，该方法的返回值类型为 pair 类型，其包含 2 个元素，一个迭代器和一个 bool 值：

当该方法将目标元素成功添加到 set 容器中时，其返回的迭代器指向新插入的元素，同时 bool 值为 true；
当添加失败时，则表明原 set 容器中已存在相同值的元素，此时返回的迭代器指向容器中具有相同键的这个元素，同时 bool 值为 false。

2.
emplace_hint() 方法的功能和 emplace() 类似，其语法格式如下：

1 2	template <class... Args> iterator emplace_hint (const_iterator position, Args&&... args);

和 emplace() 方法相比，有以下 2 点不同：

该方法需要额外传入一个迭代器，用来指明新元素添加到 set 容器的具体位置（新元素会添加到该迭代器指向元素的前面）；
返回值是一个迭代器，而不再是 pair 对象。当成功添加元素时，返回的迭代器指向新添加的元素；反之，如果添加失败，则迭代器就指向 set 容器和要添加元素的值相同的元素。

以上内容讲解了 emplace() 和 emplace_hint() 的用法，至于比 insert() 执行效率高的原因，可参照 map 容器 emplace() 和 emplace_hint() 比 insert() 效率高的原因，它们是完全一样的，这里不再赘述。

set容器删除数据：erase()和clear()方法

1.
set 类模板中，erase() 方法有 3 种语法格式，分别如下：

//删除 set 容器中值为 val 的元素
size_type erase (const value_type& val);
//删除 position 迭代器指向的元素
iterator  erase (const_iterator position);
//删除 [first,last) 区间内的所有元素
iterator  erase (const_iterator first, const_iterator last);

其中，第 1 种格式的 erase() 方法，其返回值为一个整数，表示成功删除的元素个数；后 2 种格式的 erase() 方法，返回值都是迭代器，其指向的是 set 容器中删除元素之后的第一个元素。

注意，如果要删除的元素就是 set 容器最后一个元素，则 erase() 方法返回的迭代器就指向新 set 容器中最后一个元素之后的位置（等价于 end() 方法返回的迭代器）。

2.
如果需要删除 set 容器中存储的所有元素，可以使用 clear() 成员方法。该方法的语法格式如下：

1	void clear();

显然，该方法不需要传入任何参数，也没有任何返回值。

multiset容器

set 容器具有以下几个特性：

不再以键值对的方式存储数据，因为 set 容器专门用于存储键和值相等的键值对，因此该容器中真正存储的是各个键值对的值（value）；
set 容器在存储数据时，会根据各元素值的大小对存储的元素进行排序（默认做升序排序）；
存储到 set 容器中的元素，虽然其类型没有明确用 const 修饰，但正常情况下它们的值是无法被修改的；
set 容器存储的元素必须互不相等。

multiset 容器遵循 set 容器的前 3 个特性，仅在第 4 条特性上有差异。和 set 容器不同的是，multiset 容器可以存储多个值相同的元素。

multiset容器的创建

和 set 类模板一样，multiset 类模板也定义在头文件，并位于 std 命名空间中。这意味着，如果想在程序中使用 multiset 容器，该程序代码应包含如下语句：

1 2	#include <set> using namespace std;

注意，第二行代码不是必需的，如果不用，则后续程序中在使用 multiset容器时，需手动注明 std 命名空间（强烈建议初学者使用）。

multiset 容器类模板的定义如下所示：

template < class T,                        // 存储元素的类型
           class Compare = less<T>,        // 指定容器内部的排序规则
           class Alloc = allocator<T> >    // 指定分配器对象的类型
           > class multiset;

显然，multiset 类模板有 3 个参数，其中后 2 个参数自带有默认值。值得一提的是，在实际使用中，我们最多只需要使用前 2 个参数即可，第 3 个参数不会用到。

创建 multiset 容器，无疑需要调用 multiset 类模板中的构造函数。值得一提的是，multiset 类模板提供的构造函数，和 set 类模板中提供创建 set 容器的构造函数，是完全相同的。这意味着，创建 set 容器的方式，也同样适用于创建 multiset 容器。

所以不说多。

multiset容器的成员函数

成员方法	功能
begin()	返回指向容器中第一个（注意，是已排好序的第一个）元素的双向迭代器。如果 multiset 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
end()	返回指向容器最后一个元素（注意，是已排好序的最后一个）所在位置后一个位置的双向迭代器，通常和 begin() 结合使用。如果 multiset 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
rbegin()	返回指向最后一个（注意，是已排好序的最后一个）元素的反向双向迭代器。如果 multiset 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的反向双向迭代器。
rend()	返回指向第一个（注意，是已排好序的第一个）元素所在位置前一个位置的反向双向迭代器。如果 multiset 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的反向双向迭代器。
cbegin()	和 begin() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的元素值。
cend()	和 end() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的元素值。
crbegin()	和 rbegin() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的元素值。
crend()	和 rend() 功能相同，只不过在其基础上，增加了 const 属性，不能用于修改容器内存储的元素值。
find(val)	在 multiset 容器中查找值为 val 的元素，如果成功找到，则返回指向该元素的双向迭代器；反之，则返回和 end() 方法一样的迭代器。另外，如果 multiset 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
lower_bound(val)	返回一个指向当前 multiset 容器中第一个大于或等于 val 的元素的双向迭代器。如果 multiset 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
upper_bound(val)	返回一个指向当前 multiset 容器中第一个大于 val 的元素的迭代器。如果 multiset 容器用 const 限定，则该方法返回的是 const 类型的双向迭代器。
equal_range(val)	该方法返回一个 pair 对象（包含 2 个双向迭代器），其中 pair.first 和 lower_bound() 方法的返回值等价，pair.second 和 upper_bound() 方法的返回值等价。也就是说，该方法将返回一个范围，该范围中包含所有值为 val 的元素。
empty()	若容器为空，则返回 true；否则 false。
size()	返回当前 multiset 容器中存有元素的个数。
max_size()	返回 multiset 容器所能容纳元素的最大个数，不同的操作系统，其返回值亦不相同。
insert()	向 multiset 容器中插入元素。
erase()	删除 multiset 容器中存储的指定元素。
swap()	交换 2 个 multiset 容器中存储的所有元素。这意味着，操作的 2 个 multiset 容器的类型必须相同。
clear()	清空 multiset 容器中所有的元素，即令 multiset 容器的 size() 为 0。
emplace()	在当前 multiset 容器中的指定位置直接构造新元素。其效果和 insert() 一样，但效率更高。
emplace_hint()	本质上和 emplace() 在 multiset 容器中构造新元素的方式是一样的，不同之处在于，使用者必须为该方法提供一个指示新元素生成位置的迭代器，并作为该方法的第一个参数。
count(val)	在当前 multiset 容器中，查找值为 val 的元素的个数，并返回。

自定义关联式容器的排序规则

总的来说，为关联式容器自定义排序规则，有以下 2 种方法。

1.
使用函数对象(仿函数)自定义排序规则

无论关联式容器中存储的是基础类型（如 int、double、float 等）数据，还是自定义的结构体变量或类对象（包括 string 类），都可以使用函数对象的方式为该容器自定义排序规则。

下面样例以 set 容器为例，演示了如何用函数对象的方式自定义排序规则：

#include <iostream>
#include <set>      // set
#include <string>       // string
using namespace std;
//定义函数对象类
class cmp {
public:
	//重载 () 运算符
	bool operator ()(const string &a,const string &b) {
    	//按照字符串的长度，做升序排序(即存储的字符串从短到长)
    	return  (a.length() < b.length());
	}
};
int main() {
	//创建 set 容器，并使用自定义的 cmp 排序规则
	std::set<string, cmp>myset{"http://c.biancheng.net/stl/",
                           	"http://c.biancheng.net/python/",
                           	"http://c.biancheng.net/java/"};
	//输出容器中存储的元素
	for (auto iter = myset.begin(); iter != myset.end(); ++iter) {
        	cout << *iter << endl;
	}
	return 0;
}

程序执行结果为：

http://c.biancheng.net/stl/

http://c.biancheng.net/java/

http://c.biancheng.net/python/

重点分析一下 6~13 行代码，其定义了一个函数对象类，并在其重载 () 运算符的方法中自定义了新的排序规则，即按照字符串的长度做升序排序。在此基础上，程序第 17 行代码中，通过将函数对象类的类名 cmp 通过 set 类模板的第 2 个参数传递给 myset 容器，该容器内部排序数据的规则，就改为了以字符串的长度为标准做升序排序。

需要注意的是，此程序中创建的 myset 容器，由于是以字符串的长度为准进行排序，因此其无法存储相同长度的多个字符串。

另外，C++ 中的 struct 和 class 非常类似（有关两者区别，可阅读《C++ struct和class到底有什么区别》一文），前者也可以包含成员变量和成员函数。因此上面程序中，函数对象类 cmp 也可以使用 struct 关键字创建：

//定义函数对象类
struct cmp {
	//重载 () 运算符
	bool operator ()(const string &a, const string &b) {
    	//按照字符串的长度，做升序排序(即存储的字符串从短到长)
    	return  (a.length() < b.length());
	}
};

值得一提的是，在定义函数对象类时，也可以将其定义为模板类。比如：

//定义函数对象模板类
template <typename T>
class cmp {
public:
	//重载 () 运算符
	bool operator ()(const T &a, const T &b) {
    	//按照值的大小，做升序排序
    	return  a < b;
	}
};

注意，此方式必须保证 T 类型元素可以直接使用关系运算符（比如这里的 < 运算符）做比较。

2.
重载关系运算符实现自定义排序

其实在 STL 标准库中，本就包含几个可供关联式容器使用的排序规则，如下表：

排序规则	功能
std::less	底层采用 < 运算符实现升序排序，各关联式容器默认采用的排序规则。
std::greater	底层采用 > 运算符实现降序排序，同样适用于各个关联式容器。
std::less_equal	底层采用 <= 运算符实现升序排序，多用于 multimap 和 multiset 容器。
std::greater_equal	底层采用 >= 运算符实现降序排序，多用于 multimap 和 multiset 容器。

值得一提的是，表 1 中的这些排序规则，其底层也是采用函数对象的方式实现的。以 std::less 为例，其底层实现为：

template <typename T>
struct less {
	//定义新的排序规则
	bool operator()(const T &_lhs, const T &_rhs) const {
    	return _lhs < _rhs;
	}
}

在此基础上，当关联式容器中存储的数据类型为自定义的结构体变量或者类对象时，通过对现有排序规则中所用的关系运算符进行重载，也能实现自定义排序规则的目的。

注意，当关联式容器中存储的元素类型为结构体指针变量或者类的指针对象时，只能使用函数对象的方式自定义排序规则，此方法不再适用。

举个例子：

#include <iostream>
#include <set>      // set
#include <string>       // string
using namespace std;
//自定义类
class myString {
public:
	//定义构造函数，向 myset 容器中添加元素时会用到
	myString(string tempStr) :str(tempStr) {};
	//获取 str 私有对象，由于会被私有对象调用，因此该成员方法也必须为 const 类型
	string getStr() const;
private:
	string str;
};
string myString::getStr() const{
	return this->str;
}
//重载 < 运算符，参数必须都为 const 类型
bool operator <(const myString &stra, const myString & strb) {
	//以字符串的长度为标准比较大小
	return stra.getStr().length() < strb.getStr().length();
}
int main() {
	//创建空 set 容器，仍使用默认的 less<T> 排序规则
	std::set<myString>myset;
	//向 set 容器添加元素，这里会调用 myString 类的构造函数
	myset.emplace("http://c.biancheng.net/stl/");
	myset.emplace("http://c.biancheng.net/c/");
	myset.emplace("http://c.biancheng.net/python/");
	//
	for (auto iter = myset.begin(); iter != myset.end(); ++iter) {
    	myString mystr = *iter;
    	cout << mystr.getStr() << endl;
	}
	return 0;
}

程序执行结果为：

http://c.biancheng.net/c/

http://c.biancheng.net/stl/

http://c.biancheng.net/python/

在这个程序中，虽然 myset 容器表面仍采用默认的 std::less<T> 排序规则，但由于我们对其所用的 < 运算符进行了重载，使得 myset 容器内部实则是以字符串的长度为基准，对各个 mystring 类对象进行排序。

另外，上面程序以全局函数的形式实现对 < 运算符的重载，还可以使用成员函数或者友元函数的形式实现。其中，当以成员函数的方式重载 < 运算符时，该成员函数必须声明为 const 类型，且参数也必须为 const 类型：

bool operator <(const myString & tempStr) const {
	//以字符串的长度为标准比较大小
	return this->str.length() < tempStr.str.length();
}

至于参数的传值方式是采用按引用传递还是按值传递，都可以（建议采用按引用传递，效率更高）。

同样，如果以友元函数的方式重载 < 运算符时，要求参数必须使用 const 修饰：

//类中友元函数的定义
friend bool operator <(const myString &a, const myString &b);
//类外部友元函数的具体实现
bool operator <(const myString &stra, const myString &strb) {
	//以字符串的长度为标准比较大小
	return stra.str.length() < strb.str.length();
}

当然，本节所讲自定义排序规则的方法并不仅仅适用于 set 容器，其它关联式容器（map、multimap、multiset）也同样适用，有兴趣的读者可自行编写代码验证。

修改关联式容器中键值对的键

通过前面的学习，读者已经掌握了所有关联式容器（包括 map、multimap、set 和 multiset）的特性和用法。其中需要指出的是，对于如何修改容器中某个键值对的键，所有关联式容器可以采用同一种解决思路，即先删除该键值对，然后再向容器中添加修改之后的新键值对。

那么是否可以不删除目标键值对，而直接修改它的key值呢？

首先，必须明确说明，map和multi容器只能采用“先删除，再添加”的方式修改某个键值对的键。原因很简单，C++ STL 标准中明确规定，map 和 multimap 容器用于存储类型为 pair<const K, V> 的键值对。显然，只要目标键值对存储在当前容器中，键的值就无法被修改。

但是对于set和multiset而言，直接修改key值是可行的。和 map、multimap 不同，C++ STL 标准中并没有用 const 限定 set 和 multiset 容器中存储元素的类型。换句话说，对于 set 或者 multiset 类型的容器，其存储元素的类型是 T 而不是 const T。

C++ STL 标准没有用 const 修饰 set 或者 multiset 容器中元素的类型，但也做了其它工作来限制用户修改容器的元素。例如上面代码中，_iter 会调用 operator_，其返回的是一个 const T& 类型元素。这意味着，C++ STL 标准不允许用户借助迭代器来直接修改 set 或者 multiset 容器中的元素。

什么是关联式容器

C++ STL关联式容器类别

pair类模板与键值对

pair类模板的构造函数

pair对象的创建

pair对象的重载运算符

map容器

map容器的创建

map容器的成员函数

map容器的迭代器

map容器获取值

map容器插入值

使用运算符[]

insert() 成员函数

map容器operator[]和insert()效率对比

map emplace()和emplace_hint()方法详解

map容器3种插入键值对的方法，谁的效率更高？

multimap容器

multimap容器的创建

multimap容器的成员函数

set容器

set容器的创建

set容器的成员函数

set容器的迭代器

set容器的插入数据

insert()成员函数

emplace()和emplace_hint()方法

set容器删除数据：erase()和clear()方法

multiset容器

multiset容器的创建

multiset容器的成员函数

自定义关联式容器的排序规则

修改关联式容器中键值对的键

使用`运算符[]`