- 数据处理太麻烦？试试C++ map和set，轻松实现高效查找！

在编程中，数据处理是个绕不开的坎，尤其是需要频繁查找、插入或者判断元素是否存在的时候。如果你还在用数组手动遍历，那可能真的有点“辛苦打工人”的感觉了。别怕，今天带你认识C++里的map 和set，这俩工具不光能让你的代码更高效，还能让你写得优雅得像艺术家。

下面，我们直接开干。

什么是 map 和 set？

简单来说， map 是一种键值对（key-value）的数据结构，专门用来存储“一对一”的映射关系。比如，想记录每个学生的分数，map 就是你的好帮手。而 set 是一个集合，专门用来存储不重复的元素。想判断某个东西存不存在？set 一招搞定。

它们的共同点是：都基于平衡二叉树实现，查找、插入、删除的时间复杂度是 O(logN) 。这比暴力遍历数组的 O(N) 高效多了！

温馨提示： map 和 set 默认是有序的，也就是说，里面的元素会按照键值的顺序排列。如果你不关心顺序，可以用无序版本——unordered_map 和 unordered_set，它们基于哈希表实现，速度更快。

用法一：map 的基本操作

先看看 map 是怎么用的吧。假设现在要记录一批学生的分数，我们直接写代码：

#include <iostream>
#include <map>
using namespace std；
int main() {
map<string， int> student_scores； // 定义一个 map，键是 string，值是 int
// 插入数据
student_scores[“Alice”] = 95；
student_scores[“Bob”] = 89；
student_scores[“Charlie”] = 92；
// 查找数据
cout << “Alice's score： ” << student_scores[“Alice”] << endl；
// 遍历数据
for (const auto &pair ： student_scores) {
cout << pair.first << “： ” << pair.second << endl；
}
// 删除数据
student_scores.erase(“Bob”)；
// 判断键是否存在
if (student_scores.find(“Bob”) == student_scores.end()) {
cout << “Bob is not in the record.” << endl；
}
return 0；
}

运行结果会是这样的：

Alice's score： 95
Alice： 95
Bob： 89
Charlie： 92
Bob is not in the record.

解释一下代码：

• 插入数据
   ：student_scores[“Alice”] = 95 就是往 map 里加一条记录。如果键已经存在，值会被覆盖。
• 查找数据
   ：直接用 [] 就能查到对应的值。
• 遍历数据
   ：用 for 循环，pair.first 是键，pair.second 是值。
• 删除数据
   ：erase() 方法可以删除指定键值对。
• 判断存在
   ：find() 方法返回一个迭代器，如果等于 end()，说明没找到。

温馨提示： map 的 [] 操作符有个坑，如果你访问一个不存在的键，它会自动插入一个默认值。比如 student_scores[“Dave”] 会插入一个值为 0 的键值对。避免这种情况，可以用 find() 先判断。

用法二：set 的基本操作

再来看 set。假设我们有一批数字，想判断某个数字是否存在，同时去重。用 set 再合适不过了。

#include <iostream>
#include <set>
using namespace std；
int main() {
set<int> numbers； // 定义一个 set，存储 int 类型的数据
// 插入数据
numbers.insert(10)；
numbers.insert(20)；
numbers.insert(30)；
numbers.insert(20)； // 重复插入无效
// 查找数据
if (numbers.find(20) ！= numbers.end()) {
cout << “20 is in the set.” << endl；
}
// 遍历数据
for (int num ： numbers) {
cout << num << “ ”；
}
cout << endl；
// 删除数据
numbers.erase(10)；
// 判断是否为空
if (numbers.empty()) {
cout << “The set is empty.” << endl；
}
return 0；
}

运行结果如下：

20 is in the set.
10 20 30

解释一下代码：

• 插入数据
   ：insert() 用来往集合里加东西，重复元素会自动去掉。
• 查找数据
   ：find() 方法返回一个迭代器，找到返回位置，找不到返回 end()。
• 遍历数据
   ：set 里的元素是有序的，所以你遍历出来的顺序一定是从小到大的。
• 删除数据
   ：erase() 删除指定元素。
• 判断空集合
   ：empty() 方法能判断集合是否为空。

温馨提示： set 不支持通过下标访问，因为它不是连续存储的结构。如果需要按位置访问，可以用 vector 或 deque。

应用场景：用 map 和 set 解决实际问题

1. 统计单词出现次数

假设从一段文本中统计每个单词出现的次数，直接用 map：

#include <iostream>
#include <map>
#include <sstream>
using namespace std；
int main() {
map<string， int> word_count；
string text = “hello world hello cpp”；
stringstream ss(text)；
string word；
while (ss >> word) {
word_count[word]++；
}
for (const auto &pair ： word_count) {
cout << pair.first << “： ” << pair.second << endl；
}
return 0；
}

结果是：

cpp： 1
hello： 2
world： 1

2. 判断数组是否有重复元素

用 set 可以快速判断数组里有没有重复值：

#include <iostream>
#include <set>
#include <vector>
using namespace std；
bool hasDuplicates(const vector<int> &nums) {
set<int> unique_nums；
for (int num ： nums) {
if (unique_nums.find(num) ！= unique_nums.end()) {
return true； // 找到重复元素
}
unique_nums.insert(num)；
}
return false；
}
int main() {
vector<int> nums = {1， 2， 3， 4， 5， 2}；
if (hasDuplicates(nums)) {
cout << “Array has duplicates.” << endl；
} else {
cout << “No duplicates found.” << endl；
}
return 0；
}

结果是：

Array has duplicates.

map 和 set 是 C++ 提供的强大工具，专治数据处理中的各种麻烦事。 高效查找、自动排序、不重复存储 ，这些你平时头疼的需求，它们全都能搞定。用好了，不光能让你的代码跑得更快，还能让你写得更轻松。

别再用数组手动查找了，试试 map 和 set，效率提升立竿见影！