描述 map 和 vector 的不同。
关联容器 map
中的元素是关键字-值 (key-value) 对;顺序容器 vector
是同一类型对象的集合。
分别给出最适合使用 list、vector、deque、map 以及 set 的例子。
list
:在容器中间插入或删除元素的程序vector
:保存同类型对象,且无特殊要求的程序deque
:需要在容器头尾位置插入或删除元素,但不会在中间位置插入或删除元素的程序map
:字典set
:判断一个值是否在一个集合中
编写你自己的单词计数程序。
扩展你的程序,忽略大小写和标点。例如,"example."、"example,"和 "Example" 应该递增相同的计数器。
解释 map 和 set 的区别。你如何选择使用哪个?
map
中的元素是关键字-值 (key-value) 对;set
中的每个元素只包含一个关键字。需要保存和查询值的时候使用 map
,只保存关键字时使用 set
。
解释 set 和 list 的区别。你如何选择使用哪个?
set
中的关键字是唯一的、有序的;list
中可以有重复的值,且无序。不需要重复值时使用 set
,否则使用 list
。
定义一个 map,关键字是家庭的姓,值是一个 vector,保存家中孩子(们)的名。编写代码,实现添加新的家庭以及向已有家庭中添加新的孩子。
编写一个程序,在一个 vector 而不是一个 set 中保存不重复的单词。使用 set 的优点是什么?
使用 set
可以无需特别处理保证存储的元素是不重复的。
定义一个 map,将单词与一个行号的 list 关联,list 中保存的是单词所出现的行号。
std::map<std::string, std::list<std::size_t>> m;
可以定义一个 vector::iterator 到 int 的 map 吗?list::iterator 到 int 的 map 呢?对于两种情况,如果不能,解释为什么。
可以定义 vector<int>::iterator
到 int
的 map
,但是不能定义 list<int>::iterator
到 int
的 map
,因为 list
的迭代器没有 <
运算符。
不使用 decltype 重新定义 bookstore。
std::multiset<Sales_data, bool (*)(const Sales_data&, const Sales_data&)> bookstore(compareIsbn);
编写程序,读入 string 和 int 的序列,将每个 string 和 int 存入一个 pair 中,pair 保存在一个 vector 中。
在上一题的程序中,至少有三种创建 pair 的方法。编写此程序的三个版本,分别采用不同的方法创建 pair。解释你认为哪种形式最易于编写和理解,为什么?
使用 make_pair
可以让程序意图更明显,且使用方便,更易于编写和理解。
扩展你在 11.2.1 节练习(第 378 页)中编写的孩子姓到名的 map,添加一个 pair 的 vector,保存孩子的名和生日。
对一个 int 到 vector 的 map,其 mapped_type、key_type 和 value_type 分别是什么?
mapped_type
是vector<int>
key_type
是int
value_type
是pair<const int, vector<int>>
使用一个 map 迭代器编写一个表达式,将一个值赋予一个元素。
map<int, int> m;
auto m_it = m.begin();
m_it->second = 1;
假定 c 是一个 string 的 multiset,v 是一个 string 的 vector,解释下面的调用。指出每个调用是否合法:
copy(v.begin(), v.end(), inserter(c, c.end())); copy(v.begin(), v.end(), back_inserter(c)); copy(c.begin(), c.end(), inserter(v, v.end())); copy(c.begin(), c.end(), back_inserter(v));
- 将
v
中的元素复制到c
中 - 不合法,
c
不支持push_back
- 将
c
中的元素复制到v
中 - 将
c
中的元素复制到v
中
写出第 382 页循环中 map_it 的类型,不要使用 auto 或 decltype。
map_it` 的类型是 `std::map<std::string, std::size_t>::iterator
定义一个变量,通过对 11.2.2 节(第 378 页)中的名为 bookstore 的 multiset 调用 begin() 来初始化这个变量。写出变量的类型,不要使用 auto 或 decltype。
multiset<Sales_data, bool(*)(const Sales_data&, const Sales_data&)>::iterator ms_it = bookstore.begin();
重写 11.1 节练习(第 376 页)的单词计数程序,使用 insert 代替下标操作。你认为哪个程序更容易编写和阅读?解释原因。
使用下标操作更容易编写和阅读,符合人们阅读和理解的习惯,形式简洁。
假定 word_count 是一个 string 到 size_t 的 map,word 是一个 string,解释下面循环的作用:
while (cin >> word) ++word_count.insert({word, 0}).first->second;
读取输入到 word
,向 word_count
中插入关键字为 word
, 值为 0
的元素,并递增关键字为 word
元素的值。
给定一个 map<string, vector>,对此容器的插入一个元素的 insert 版本,写出其参数类型和返回类型。
- 参数类型为
pair<string, vector<int>>
- 返回类型为
pair<map<string, vector<int>>::iterator, bool>
11.2.1 节练习(第 378 页)中的 map 以孩子的姓为关键字,保存他们的名的 vector,用 multimap 重写此 map。
下面的程序完成什么功能?
map<int, int> m; m[0] = 1;
- 定义关键字类型和值类型都为
int
的map
对象 - 将一个新的关键字-值对插入
m
中,关键字是int
,保存0
,其值进行值初始化 - 提取出新插入的元素,并将值
1
赋予它
对比下面的程序与上一题程序
vector<int> v; v[0] = 1;
严重错误,v
是一个空 vector
,不包含任何元素,不能使用下标访问。
可以用什么类型来对一个 map 进行下标操作?下标运算符返回的类型是什么?请给出一个具体例子——即,定义一个 map,然后写出一个可以用来对 map 进行下标操作的类型以及下标运算符将会返回的类型。
使用 key_type
类型可以对 map
进行下标操作;下标运算符返回类型为 mapped_type
。例子如下
std::map<std::string, std::size_t> word_count;
对于 word_count
,下标操作的类型为 std::string
;下标操作符返回的类型为 std::size_t
对于什么问题你会使用 count 来解决?什么时候你又会选择 find 呢?
在允许重复关键字的关联容器中查找元素时使用 count
,在不允许重复关键字的关联容器中查找元素时使用 find
。
对一个 string 到 int 的 vector 的 map,定义并初始化一个变量来保存在其上调用 find 所返回的结果。
map<string, vector<int>>::iterator it = m.find(key);
如果给定的关键字不在容器中,upper_bound、lower_bound 和 equal_range 分别会返回什么?
upper_bound
和 lower_bound
返回相等的迭代器,指向一个不影响排序的关键字插入位置,即指向关键字大于给定关键字的第一个元素的迭代器或尾后迭代器;equal_range
返回一个迭代器 pair
,其两个迭代器都指向关键字可以插入的位置。
对于本节最后一个程序中的输出表达式,解释运算对象 pos.first->second 的含义。
pos
保存equal_range
返回的值,是一个pair
pos.first
是pair
的第一个成员,是一个指向具有给定关键字的元素的迭代器pos.first->
解引用此迭代器,提取map
中的元素,元素也是一个pair
pos.first->second
是map
中元素的值部分,即作者的著作
编写程序,定义一个作者及其作品的 multimap。使用 find 在 multimap 中查找一个元素并用 erase 删除它。确保你的程序在元素不在 map 中时也能正常运行。
使用上一题定义的 multimap 编写一个程序,按字典序打印作者列表和他们的作品。
如果你将 transform 函数中的 find 替换为下标运算符,会发生什么情况?
如果需要转换的 string
不在 map
中,则会向 map
中添加一个关键字为给定 string
,值为空字符串的元素(值初始化)。
在 buildMap 中,如果进行如下改写,会有什么效果?
trans_map[key] = value.substr(1);
改为
trans_map.insert({key, value.substr(1)});
使用下标运算符时,如果一个单词在转换文件中出现多次,则会将最后一个对应短语存入 trans_map
;而使用 insert
时,如果一个单词在转换文件中出现多次,则将第一个对应短语存入 trans_map
,因为如果关键字已在容器中,则 insert
什么事情也不做,且返回值中的 bool
部分为 false
(第 384 页)。
我们的程序并没检查输入文件的合法性。特别是,它假定转换规则文件中的规则都是有意义的。如果文件中的某一行包含一个关键字、一个空格,然后就结束了,会发生什么?预测程序的行为并进行验证,再与你的程序进行比较。
如果转换规则文件中的某一行只包含一个关键字、一个空格,则会抛出 runtime_error: no rule for ...
。
一个无序容器与其有序版本相比有何优势?有序版本有何优势?
对于关键字类型没有明显的序关系或维护元素的序代价非常高时,无序容器使用更方便、性能更好;而有序容器可以始终按照一定的序组织和管理元素。
用 unordered_map 重写单词计数程序(参见 11.1 节,第 375 页)和单词转换程序(参见 11.3.6 节,第 391 页)。