1. 什么是map？
在C++中，map是一种存储键值对数据结构，也被称为关联数组或字典。它以键值对的形式存储数据，其中键是唯一的，以便查找和访问相应的值。
使用map可以方便地实现“将键映射到值”的操作，类似于Python中的字典和Java中的HashMap。
1.1 map的定义
在C++中，可以使用STL（标准模板库）来使用map，需要包含头文件map。定义map的语法如下：
// 定义一个空map
map <key_type, value_type> my_map;
// 示例：定义一个存储string类型作为键，int类型作为值的map
map <string, int> my_map;
上述语句定义了一个空map，其中key_type表示键的类型，value_type表示值的类型。
在实际使用中，需要使用insert()函数向map中添加元素，使用find()函数查找某个键对应的值，使用erase()函数移除某个键值对，使用size()函数获取map的大小等操作，下面将逐一进行介绍。
2. 如何使用map？
2.1 插入元素
向map中插入键值对可以使用insert()函数，示例代码如下：
#include <map>
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
map <string, int> my_map;
// 向map中插入元素，使用insert函数
my_map.insert(pair <string, int>("apple", 10));
my_map.insert(pair <string, int>("banana", 5));
// 遍历map并输出
map <string, int> :: iterator it;
for (it = my_map.begin(); it != my_map.end(); it++)
{
cout << it->first << " : " << it->second << endl;
}
return 0;
}
输出结果如下：
apple : 10
banana : 5
在上面的代码中，首先定义了一个空map，然后使用insert()函数插入两个键值对“apple:10”和“banana:5”，最后使用迭代器（iterator）遍历整个map并输出结果。
2.2 查找元素
使用find()函数查找map中某个键对应的值，示例如下：
#include <map>
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
map <string, int> my_map;
my_map.insert(pair <string, int>("apple", 10));
my_map.insert(pair <string, int>("banana", 5));
// 查找map中键为"apple"的值
map <string, int> :: iterator it;
it = my_map.find("apple");
if (it != my_map.end())
{
cout << it->first << " : " << it->second << endl;
}
else
{
cout << "apple not found" << endl;
}
return 0;
}
输出结果如下：
apple : 10
在上面的代码中，使用find()函数查找键为“apple”的值，如果找到则输出值，否则输出“apple not found”。
2.3 移除元素
使用erase()函数可以移除map中某个键值对，示例如下：
#include <map>
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
map <string, int> my_map;
my_map.insert(pair <string, int>("apple", 10));
my_map.insert(pair <string, int>("banana", 5));
// 移除键为"apple"的值
my_map.erase("apple");
// 遍历map并输出
map <string, int> :: iterator it;
for (it = my_map.begin(); it != my_map.end(); it++)
{
cout << it->first << " : " << it->second << endl;
}
return 0;
}
输出结果如下：
banana : 5
在上面的代码中，先使用insert()函数向map中插入两个键值对，然后使用erase()函数移除键为“apple”的值，最后使用迭代器遍历map并输出结果。
2.4 获取map的大小
使用size()函数可以获取map的大小，示例如下：
#include <map>
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
map <string, int> my_map;
my_map.insert(pair <string, int>("apple", 10));
my_map.insert(pair <string, int>("banana", 5));
// 输出map的大小
cout << "map size:" << my_map.size() << endl;
return 0;
}
输出结果如下：
map size:2
在上面的代码中，使用size()函数输出map的大小。
3. 什么是set？
set是C++中一种集合（set）数据结构，它可以方便地存储数据并且自动排序。
和map一样，set也使用STL来实现。使用set，可以轻松地实现一些不重复元素的操作，例如查找、插入、删除、排序等。
3.1 set的定义
使用set需要包含头文件set。定义set的语法如下：
// 定义一个空set
set <value_type> my_set;
// 示例：定义一个存储int类型的set
set <int> my_set;
上述语句定义了一个空set，其中value_type表示值的类型。
4. 如何使用set？
4.1 插入元素
和map一样，使用insert()函数可以向set中插入元素。
#include <set>
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
set <int> my_set;
// 插入元素
my_set.insert(10);
my_set.insert(5);
my_set.insert(20);
// 遍历set并输出
set <int> :: iterator it;
for (it = my_set.begin(); it != my_set.end(); it++)
{
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
return 0;
}
输出结果如下：
5 10 20
在上面的代码中，使用insert()函数插入三个元素到set中，最后遍历set并输出结果。
4.2 查找元素
使用find()函数可以查找set中是否存在某个元素。
#include <set>
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
set <int> my_set;
my_set.insert(10);
my_set.insert(5);
my_set.insert(20);
// 查找set中是否存在元素10
set <int> :: iterator it;
it = my_set.find(10);
if (it != my_set.end())
{
cout << "10 found" << endl;
}
else
{
cout << "10 not found" << endl;
}
return 0;
}
输出结果如下：
10 found
从上面的语句可以看出，find()函数返回一个迭代器，如果找到则指向对应元素的迭代器，否则指向set的末尾迭代器。
4.3 移除元素
使用erase()函数可以移除set中某个元素。
#include <set>
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
set <int> my_set;
my_set.insert(10);
my_set.insert(5);
my_set.insert(20);
// 移除元素5
my_set.erase(5);
// 遍历set并输出
set <int> :: iterator it;
for (it = my_set.begin(); it != my_set.end(); it++)
{
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
return 0;
}
输出结果如下：
10 20
在上面的代码中，使用erase()函数移除元素5，最后遍历set并输出结果。
4.4 获取set的大小
使用size()函数可以获取set的大小。
#include <set>
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
set <int> my_set;
my_set.insert(10);
my_set.insert(5);
my_set.insert(20);
// 输出set的大小
cout << "set size:" << my_set.size() << endl;
return 0;
}
输出结果如下：
set size:3
使用set同样也可以实现队列、栈等数据结构，更多使用方式可以参考C++ STL库的官方文档。
5. 总结
本文主要介绍了C++中两种重要的数据结构map和set。map可以存储键值对数据，可以用来存储一些元素之间的关系，set可以存储不重复的元素并自动排序。在使用map和set时，需要注意迭代器的使用，它们可以用来遍历整个数据结构并实现各种操作。同时，在新的C++标准中，还有其他新的数据结构，例如unordered_map和unordered_set等，可以更灵活高效地存储数据。