map 与 set：键值对与去重

这是什么：map 是"键值对"容器（按名字找东西），set 是自动去重的集合——C++ STL 里最常用的两件查值利器。

为什么用：vector 按位置存东西，可生活中更多是"按名字找"：按学号查成绩、按名字查电话。这就轮到 map（C++ 版的 Python 字典），而重复的名字则交给 set 自动去重。

如何用：先用一个 std::map<string, int> 演示"键不存在就新增、键已存在就覆盖"，再用 set 看自动去重。

map：按键找值

#include <iostream>
#include <map>
#include <string>

int main() {
    std::map<std::string, int> score;  // 名字 → 分数

    score["小绿"] = 88;   // 键不存在 → 新增
    score["小蓝"] = 95;
    score["小绿"] = 92;   // 键已存在 → 覆盖

    std::cout << "小绿：" << score["小绿"] << std::endl;

    if (score.count("小红") == 0) {   // 查：键在不在
        std::cout << "查无此人" << std::endl;
    }

    for (auto& [name, s] : score) {   // 遍历：按键的顺序
        std::cout << name << " → " << s << std::endl;
    }
    return 0;
}

你会看到：

小绿：92
查无此人
小绿 → 92
小蓝 → 95

和 Python 字典几乎一样：[] 负责增和改、count 查有无、range-for 遍历（auto& [name, s] 相当于 Python 的 key, value 解包）。两处不同要记牢：map 遍历永远按键排序（字符串键按编码比，不是拼音，所以"小绿"排在"小蓝"前）；以及一个大坑——用 score["小红"] 去查不存在的键，会顺手创建一个值为 0 的键！拿不准在不在，先用 count 或 find。

map 常用操作

find 的典型用法：if (m.find(k) != m.end()) 就说明找到了，取值用 it->second。

set：自动去重 + 排序

set 只关心"有没有"：塞重复的它自己不要，还顺手排好序。

#include <iostream>
#include <set>

int main() {
    std::set<int> nums = {3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6, 5};  // 有重复

    std::cout << "去重后剩 " << nums.size() << " 个" << std::endl;

    for (int n : nums) {
        std::cout << n << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    if (nums.count(4)) {
        std::cout << "有 4" << std::endl;
    }
    return 0;
}

你会看到：

去重后剩 7 个
1 2 3 4 5 6 9
有 4

两个 1、两个 5 只留一个，出来还自动从小到大排好。

set 常用操作

count 与 find 对照

记忆口诀

map 键值成对，set 去重排队；查在不在用 count，别拿中括号瞎猜。

❓ 常见问题

Q1：map 的键可以是 int 吗？

当然可以。std::map<int, std::string> 把学号（int）映射到姓名（string）完全没问题。map 的键可以是任何支持 < 比较的类型。

Q2：set 和 vector 去重有什么区别？

set 插入时自动去重且保持有序；vector 要先塞再 std::sort + std::unique 才能去重。如果边插边要去重，用 set 更方便。

Q3：map 遍历为什么不是插入顺序？

std::map 默认按键排序（红黑树实现）。如果需要保持插入顺序，C++ 标准库没有现成的"有序字典"，可以用 vector<std::pair<...>> 或者第三方库。

⚠️ 新手翻车现场

翻车一：用 [] 查不存在的键，顺手建了一个

std::map<std::string, int> score;
std::cout << score["小黑"] << std::endl;  // 打印 0，并且 score 里多了一个 "小黑" → 0
std::cout << score.size() << std::endl;   // size 变成了 1！

问题：operator[] 如果键不存在，会默认构造一个值（int 是 0）并插入。这会污染你的数据。

修正：查存在性先用 count 或 find：

if (score.count("小黑")) {
    std::cout << score["小黑"];
} else {
    std::cout << "查无此人";
}

翻车二：set 里存自定义类型，编译报错

struct Student { std::string name; int score; };
std::set<Student> s;  // 编译错误！

问题：set 需要对元素做 < 比较来排序和去重，自定义结构体默认不支持 <。

修正：重载 operator<，或传自定义比较器：std::set<Student, decltype(&cmp)> s(cmp);。入门阶段先存基本类型（int、string），自定义类型等学完类和运算符重载再来。

🎯 什么时候用 map / set

📝 本章小结

• map 是键值对容器，像 Python 字典，遍历按键排序
• set 自动去重且自动排序，适合"有没有"的场景
• 查存在性优先用 count 或 find，别轻易用 [] 查（会顺手建键）
• map 的 [] 查不存在的键会插入默认值（int 是 0），注意副作用
• 记忆口诀：map 键值成对，set 去重排队；查在不在用 count，别拿中括号瞎猜。

动手改

1. 给 score 再加两个同学，遍历打印，观察输出按键排序的效果
2. 打印 score["小黑"]，再打印 score.size()——发现 size 变大了？这就是 [] 顺手建键的副作用
3. 往 set 里塞 5 个带重复的数字，打印去重后的个数和全部元素
4. 用 map<std::string, int> 统计一段文字里每个单词出现的次数

下一章：综合练习，把四章学的全用上 🐸