STL中的Set和Map

STL中的Set和Map

先来看一段网络上的文字描述：

上图是一段关于STL中Set集合的描述，同样的，也近似适合Map的描述。上述文字中，描述了最为重要的特征：

Set和Map，底层调用了红黑树的结构，并且实现的是一种自动平衡二叉搜索树。

• Set

平衡二叉搜索树（Set）

如上图，STL中Set实现的本质是平衡二叉搜索树，且树中没有相同的元素，每一个节点表示Set中的一个元素，Set中只有键，也就是上述图中每个节点的值，就是Set的每个元素，因此Set中没有重复元素，当向Set中执行insert（插入）时，树会自动调整结构（对于红黑树而言，会实现节点的旋转），以保证树结构的平衡性。当执行多次向节点中插入同一个键值时，比如insert（5），insert（5），则只会执行第一次的insert操作。后续的插入，并不会执行，因为Set结构的树中无重复元素。

另一个点在于，Set中被插入的键不能被修改，也就是通过迭代器修改键值是不被允许的。因为键值一旦被修改，就意味着树的结构遭到了破坏，而这在最坏的情况意味着：整棵二叉树遭到了破坏，甚至需要重构整棵二叉树。即使在红黑树中，并没有这样的操作。因为红黑树的最为显著的特征为：局部调整。即对于Set而言，其iterator属于const-iterator。

另外一个需要被注意的点在于：

我们使用迭代器来访问容器是一件很平常的事情，上述代码是一段使用极其平常的代码，其作用是遍历Set中所有的元素。注意循环的终止条件是：!=，而不是：<。我们通常习惯了小于的小法：

即：

但这样的写法是错误的。

• Map

下面来看Map，Map的结构形成机理和Set几乎是一模一样的，而Map的结构如下：

"挂件"平衡二叉搜索树（Map）

Map的结构如上图：可见，同Set相比，Map只是多了一个"挂件",也就是常说的Map是由：键—值对构成的。键充当了索引，值则记录了一些其他内容。而对于Set而言，只有键。或许我们用下面这个表来描述更为合适：

键—值对

左边的索引号就是键，右边的名字就是值，所以说Map实际上是一种极为普遍简单的概念。这种关系就像字典一样。

而关于Map的其他性质，和Set是极其类似的。比如：没有相同的元素，当然对于Map而言，没有相同的元素是只没有两个元素键相同。执行两个insert，仍然会只有键值对存在树中，只是第二次执行的insert会修改第一次的 键-值对中的值。

同样的，Map中的键是不能被修改的，因为同样会导致"重建树"这个问题，但是很明显的是，值明显是可以修改的，就像我们可以把上述索引序号为"3"的"王五"修改为"赵六"；但我们不能将索引号3修改为4,（我们只能将3删除，再添加4，这是可以的）。当然是用迭代器访问时，其也只能用!=，而不是<。