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1、关联式容器
在初阶阶段，我们已经接触过STL中的部分容器，比如：vector、list、deque、forward_list(C++11)等，这些容器统称为序列式容器，因为其底层为线性序列的数据结构，里面存储的是元素本身。
关联式容器也是用来存储数据的，与序列式容器不同的是，其里面存储的是<key, value>结构的键值对，在数据检索时比序列式容器效率更高。
2、键值对
用来表示具有一一对应关系的一种结构，该结构中一般只包含两个成员变量key和value，key代表键值，value表示与key对应的信息。比如：现在要建立一个英汉互译的字典，那该字典中必然有英文单词与其对应的中文含义，而且，英文单词与其中文含义是一一对应的关系，即通过该应该单词，在词典中就可以找到与其对应的中文含义
SGI-STL中关于键值对的定义：
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)
{}
};3、树形结构的关联式容器
根据应用场景的不桶，STL总共实现了两种不同结构的管理式容器：树型结构与哈希结构。树型结构的关联式容器主要有四种：map、set、multimap、multiset。这四种容器的共同点是：使用平衡搜索树(即红黑树)作为其底层结果，容器中的元素是一个有序的序列。下面一依次介绍每一个容器。
3.1 set
3.1.1 set的介绍
1、set是按照一定次序存储元素的容器
2、在set中，元素的value也标识它(value就是key，类型为T)，并且每个value必须是唯一的。set中的元素不能在容器中修改(元素总是const)，但是可以从容器中插入或删除它们。
3、在内部，set中的元素总是按照其内部比较对象(类型比较)所指示的特定严格弱排序准则进行排序。
4、set容器通过key访问单个元素的速度通常比unordered_set容器慢，但它们允许根据顺序对子集进行直接迭代。
5、set在底层是用二叉搜索树(红黑树)实现的。
注意：
1. 与map/multimap不同，map/multimap中存储的是真正的键值对<key, value>，set中只放value，但
在底层实际存放的是由<value, value>构成的键值对。
2. set中插入元素时，只需要插入value即可，不需要构造键值对。
3. set中的元素不可以重复(因此可以使用set进行去重)。
4. 使用set的迭代器遍历set中的元素，可以得到有序序列
5. set中的元素默认按照小于来比较
6. set中查找某个元素，时间复杂度为：
7. set中的元素不允许修改(元素总是const)
8. set中的底层使用二叉搜索树(红黑树)来实现。
3.1.2 set的使用
1、set的模板参数列表
T: set中存放元素的类型，实际在底层存储<value, value>的键值对。
Compare：set中元素默认按照小于来比较
Alloc：set中元素空间的管理方式，使用STL提供的空间配置器管理
2、set的构造
| 函数声明 | 功能介绍 |
| set (const Compare& comp = Compare(), const Allocator& = Allocator() ); |
构造空的set |
| set (InputIterator first, InputIterator last, const Compare& comp = Compare(), const Allocator& = Allocator() ); |
用[first, last)区间 中的元素构造set |
| set ( const set<Key,Compare,Allocator>& x); | set的拷贝构造 |
3、set的迭代器
| 函数声明 | 功能介绍 |
| iterator begin() | 返回set中起始位置元素的迭代器 |
| iterator end() | 返回set中最后一个元素后面的迭代器 |
| const_iterator cbegin() const | 返回set中起始位置元素的const迭代器 |
| const_iterator cend() const | 返回set中最后一个元素后面的const迭代器 |
| reverse_iterator rbegin() | 返回set第一个元素的反向迭代器，即end |
| reverse_iterator rend() | 返回set最后一个元素下一个位置的反向迭代器，即 rbegin |
| const_reverse_iterator crbegin() const |
返回set第一个元素的反向const迭代器，即cend |
| const_reverse_iterator crend() const |
返回set最后一个元素下一个位置的反向const迭代器， 即crbegin |
4、set的容量
| 函数声明 | 功能介绍 |
| bool empty ( ) const | 检测set是否为空，空返回true，否则返回true |
| size_type size() const | 返回set中有效元素的个数 |
5、set修改操作
| 函数声明 | 功能介绍 |
| pair<iterator,bool> insert ( const value_type& x ) |
在set中插入元素x，实际插入的是<x, x>构成的键值对， 如果插入成功，返回<该元素在set中的位置，true>,如果 插入失败，说明x在set中已经存在，返回<x在set中的位 置，false> |
| void erase ( iterator position ) | 删除set中position位置上的元素 |
| size_type erase ( const key_type& x ) |
删除set中值为x的元素，返回删除的元素的个数 |
| void erase ( iterator first, iterator last ) |
删除set中[first, last)区间中的元素 |
| void swap ( set<Key,Compare,Allocator>& st ); |
交换set中的元素 |
| void clear ( ) | 将set中的元素清空 |
| iterator find ( const key_type& x ) const |
返回set中值为x的元素的位置 |
| size_type count ( const key_type& x ) const |
返回set中值为x的元素的个数 |
6、set的使用举例
void TestSet()
{
// 用数组array中的元素构造set
int array[] = { 1, 3, 5, 7, 9, 2, 4, 6, 8, 0, 1, 3, 5, 7, 9, 2, 4, 6, 8, 0 };
set<int> s(array, array + sizeof(array) / sizeof(array[0]));
cout << s.size() << endl;
// 正向打印set中的元素，从打印结果中可以看出：set可去重
for (auto& e : s)
cout << e << " ";
cout << endl;
// 使用迭代器逆向打印set中的元素
for (auto it = s.rbegin(); it != s.rend(); ++it)
cout << *it << " ";
cout << endl;
// set中值为3的元素出现了几次
cout << s.count(3) << endl;
}3.2 map
3.2.1 map的介绍
1、map是关联容器，它按照特定的次序(按照key来比较)存储由键值key和值value组合而成的元素。
2、在map中，键值key通常用于排序和惟一地标识元素，而值value中存储与此键值key关联的内容。键值key和值value的类型可能不同，并且在map的内部，key与value通过成员类型value_type绑定在一起，为其取别名称为pair:typedef pair value_type;
3、在内部，map中的元素总是按照键值key进行比较排序的。
4、map中通过键值访问单个元素的速度通常比unordered_map容器慢，但map允许根据顺序对元素进行直接迭代(即对map中的元素进行迭代时，可以得到一个有序的序列)。
5、map支持下标访问符，即在[]中放入key，就可以找到与key对应的value。
6、map通常被实现为二叉搜索树(更准确的说：平衡二叉搜索树(红黑树))。
3.2.2 map的使用
1、map的模板参数说明
key: 键值对中key的类型
T： 键值对中value的类型
Compare: 比较器的类型，map中的元素是按照key来比较的，缺省情况下按照小于来比较，一般情况下(内置类型元素)该参数不需要传递，如果无法比较时(自定义类型)，需要用户自己显式传递比较规则(一般情况下按照函数指针或者仿函数来传递)
Alloc：通过空间配置器来申请底层空间，不需要用户传递，除非用户不想使用标准库提供的空间配置器
注意：在使用map时，需要包含头文件。
2、map的构造
| 函数声明 | 功能介绍 |
| map() | 构造一个空的map |
3、map的迭代器
| 函数声明 | 功能介绍 |
| begin()和end() | begin:首元素的位置，end最后一个元素的下一个位置 |
| cbegin()和cend() | 与begin和end意义相同，但cbegin和cend所指向的元素不能修改 |
| rbegin()和rend() | 反向迭代器，rbegin在end位置，rend在begin位置，其++和--操作与 begin和end操作移动相反 |
| crbegin()和crend() | 与rbegin和rend位置相同，操作相同，但crbegin和crend所指向的元 素不能修改 |
4、map的容量与元素访问
| 函数声明 | 功能简介 |
| bool empty ( ) const | 检测map中的元素是否为空，是返回true，否则 返回false |
| size_type size() const | 返回map中有效元素的个数 |
| mapped_type& operator[] (const key_type& k) |
返回去key对应的value |
问题：当key不在map中时，通过operator获取对应value时会发生什么问题？
注意：在元素访问时，有一个与operator[]类似的操作at()(该函数不常用)函数，都是通过key找到与key对应的value然后返回其引用，不同的是：当key不存在时，operator[]用默认value与key构造键值对然后插入，返回该默认value，at()函数直接抛异常。
5、map中元素的修改
| 函数声明 | 功能简介 |
| pair<iterator,bool> insert ( const value_type& x ) |
在map中插入键值对x，注意x是一个键值对，返回值 也是键值对：iterator代表新插入元素的位置，bool代 表释放插入成功 |
| void erase ( iterator position ) | 删除position位置上的元素 |
| size_type erase ( const key_type& x ) |
删除键值为x的元素 |
| void erase ( iterator first, iterator last ) |
删除[first, last)区间中的元素 |
| void swap ( map<Key,T,Compare,Allocator>& mp ) |
交换两个map中的元素 |
| void clear ( ) | 将map中的元素清空 |
| iterator find ( const key_type& x ) |
在map中插入key为x的元素，找到返回该元素的位置 的迭代器，否则返回end |
| const_iterator find ( const key_type& x ) const |
在map中插入key为x的元素，找到返回该元素的位置 的const迭代器，否则返回cend |
| size_type count ( const key_type& x ) const |
返回key为x的键值在map中的个数，注意map中key 是唯一的，因此该函数的返回值要么为0，要么为1，因 此也可以用该函数来检测一个key是否在map中 |
void TestMap()
{
map<string, string> m;
// 向map中插入元素的方式：
// 将键值对<"peach","桃子">插入map中，用pair直接来构造键值对
m.insert(pair<string, string>("peach", "桃子"));
// 将键值对<"peach","桃子">插入map中，用make_pair函数来构造键值对
m.insert(make_pair("banan", "香蕉"));
// 借用operator[]向map中插入元素
/*
operator[]的原理是：
用<key, T()>构造一个键值对，然后调用insert()函数将该键值对插入到map中
如果key已经存在，插入失败，insert函数返回该key所在位置的迭代器
如果key不存在，插入成功，insert函数返回新插入元素所在位置的迭代器
operator[]函数最后将insert返回值键值对中的value返回
*/
// 将<"apple", "">插入map中，插入成功，返回value的引用，将“苹果”赋值给该引用结果，
m["apple"] = "苹果";
// key不存在时抛异常
//m.at("waterme") = "水蜜桃";
cout << m.size() << endl;
// 用迭代器去遍历map中的元素，可以得到一个按照key排序的序列
for (auto& e : m)
cout << e.first << "--->" << e.second << endl;
cout << endl;
// map中的键值对key一定是唯一的，如果key存在将插入失败
auto ret = m.insert(make_pair("peach", "桃色"));
if (ret.second)
cout << "<peach, 桃色>不在map中, 已经插入" << endl;
else
cout << "键值为peach的元素已经存在：" << ret.first->first << "--->" <<
ret.first->second << " 插入失败" << endl;
// 删除key为"apple"的元素
m.erase("apple");
if (1 == m.count("apple"))
cout << "apple还在" << endl;
else
cout << "apple被吃了" << endl;
}总结：
1、map中的的元素是键值对
2、map中的key是唯一的，并且不能修改
3、默认按照小于的方式对key进行比较
4、map中的元素如果用迭代器去遍历，可以得到一个有序的序列
5、map的底层为平衡搜索树(红黑树)，查找效率比较高
6、支持[]操作符，operator[]中实际进行插入查找。
3.3 multiset
3.3.1 multiset的介绍
1、multiset是按照特定顺序存储元素的容器，其中元素是可以重复的。
2、在multiset中，元素的value也会识别它(因为multiset中本身存储的就是<value, value>组成的键值对，因此value本身就是key，key就是value，类型为T). multiset元素的值不能在容器中进行修改(因为元素总是const的)，但可以从容器中插入或删除。
3、在内部，multiset中的元素总是按照其内部比较规则(类型比较)所指示的特定严格弱排序准则进行排序。
4、multiset容器通过key访问单个元素的速度通常比unordered_multiset容器慢，但当使用迭代器遍历时会得到一个有序序列。
5、multiset底层结构为二叉搜索树(红黑树)
注意：
1、multiset中再底层中存储的是<value, value>的键值对
2、mtltiset的插入接口中只需要插入即可
3、与set的区别是，multiset中的元素可以重复，set是中value是唯一的
4、使用迭代器对multiset中的元素进行遍历，可以得到有序的序列
5、multiset中的元素不能修改
6、在multiset中找某个元素，时间复杂度为
7、multiset的作用：可以对元素进行排序
3.3.2 multiset的使用
此处只简单演示set与multiset的不同，其他接口接口与set相同，同学们可参考set。
void TestSet()
{
int array[] = { 2, 1, 3, 9, 6, 0, 5, 8, 4, 7 };
// 注意：multiset在底层实际存储的是<int, int>的键值对
multiset<int> s(array, array + sizeof(array) / sizeof(array[0]));
for (auto& e : s)
cout << e << " ";
cout << endl;
return;
}3.4 multimap
3.4.1 multimap的介绍
1、Multimaps是关联式容器，它按照特定的顺序，存储由key和value映射成的键值对<key, value>，其中多个键值对之间的key是可以重复的。
2、在multimap中，通常按照key排序和惟一地标识元素，而映射的value存储与key关联的内容。key和value的类型可能不同，通过multimap内部的成员类型value_type组合在一起，value_type是组合key和value的键值对:
typedef pair<const Key, T> value_type;3. 在内部，multimap中的元素总是通过其内部比较对象，按照指定的特定严格弱排序标准对key进行排序的。
4. multimap通过key访问单个元素的速度通常比unordered_multimap容器慢，但是使用迭代器直接遍历multimap中的元素可以得到关于key有序的序列。
5. multimap在底层用二叉搜索树(红黑树)来实现。
注意：multimap和map的唯一不同就是：map中的key是唯一的，而multimap中key是可以重复的。
3.4.2 nultimap的使用
multimap中的接口可以参考map，功能都是类似的。
注意：
1、multimap中的key是可以重复的。
2、multimap中的元素默认将key按照小于来比较
3、multimap中没有重载operator[]操作。（因为重载的operator[]会有insert操作）
4、使用时与map包含的头文件相同：